Princip polovodičové diody

1. Princip polovodičové diody

2. VZNIK POLOVODIČOVÉ DIODY Spojí-li se polovodič typu P (nosiče elektrony) a polovodič typu N (nosiče díry) dle obr., vznikne přechod PN neboli polovodičová dioda.

3. PRINCIP DIODY V PROPUSTNÉM SMĚRU Je-li polarita vnějšího zdroje dle obr., je dioda polarizována v propustném (vodivém, přímém) směru a chová se následovně: Kladný potenciál zdroje odpuzuje kladné díry směrem k oblasti N a současně z druhé strany záporné napětí odpuzuje elektrony do oblasti P. Přechod PN je náhle zaplaven pohyblivými nosiči nábojů, takže jeho odpor se značně zmenší. Diodou prochází proud.

4. PRINCIP DIODY V NEPROPUSTNÉM SMĚRU Je-li polarita vnějšího zdroje dle obr., je dioda polarizována v nepropustném (nevodivém, nepřímém) směru a chová se následovně: Kladný pól nyní směřuje k oblasti N, záporný pól k oblasti P. V tomto případě napětí zdroje neodpuzuje nosiče od elektrod, nýbrž naopak je přitahuje. Zároveň se oddalují náboje od přechodu PN. Kladný pól jakoby přitahoval záporné elektrony a záporný pól naopak díry. Proud přechodem PN téměř neprochází. Nepatrnému zbytkovému proudu, který přece jen vždy prochází přechodem, říkáme závěrný proud. Je způsoben rekombinací elektronů a děr.

5. PROPUSTNOST DIODY Polovodič s jedním přechodem PN, neboli dioda, elektrický proud v jednom směru propouští a v druhém nepropouští. Proto lze polovodičovou diodu využít k usměrňování střídavého proudu na proud stejnosměrný. Polovodičová dioda se nazývá také elektrický ventil a ve schématech se zakresluje značkou znázorněnou na obr. Vývod polovodiče P označujeme jako anodu A a vývod polovodiče N jako katodu K. Úbytek napětí na přechodu PN v propustném směru je u křemíkových diod přibližně 0,6-0,7 V, u germaniových 0,4 V. Zbytkový proud v závěrném směru se pohybuje u polovodičových diod ve velikosti jednotek mA.

6. VA CHARAKTERISTIKA DIODY Voltampérová charakteristika diody je závislost proudu diodou na přiloženém napětí. Získáme jí proměřením diody v zapojení dle obr., měříme nejprve v propustném směru, potom otočíme polaritu napájecího zdroje a změříme charakteristiku v závěrném směru. Na charakteristice diody jsou vyznačeny dva nejdůležitější parametry diody: - Idmax-maximální dovolený proud v propustném směru - Udmax - maximální závěrné napětí.

7. Otázky ke zkoušení Nakresli a popiš přechod PN. Nakresli a popiš funkci diody v propustném směru. Nakresli a popiš funkci diody v nepropustném směru. Jaké jsou hodnoty prahových napětí u germaniových a křemíkových diod. Nakresli a popiš zapojení pro měření voltampérové charakteristiky diody.