半導体ダイオードの紹介
半導体は、現代の電子ガジェットの重要なコンポーネントであり、これらのデバイスのビルディング ブロックとして機能します。それらは絶縁体としても導体としても機能します。半導体は、電子デバイスの有効性にとって極めて重要です。その適応性により、幅広いニーズを満たし、専門的なスキルを提供する幅広い電子デバイスの開発が可能になります。
半導体ダイオードとは?
半導体ダイオードは、両端に金属接点を備えた pn 接合であり、外部電圧を印加できます。一方向にしか電気を通すことができません。
種類 P-n接合ダイオード
順方向バイアス P-n 接合ダイオード
ダイオードは、p 側がバッテリの正端子に接続され、n 側が負端子に接続されるように、半導体ダイオードの両端に印加される外部電圧が使用される場合、順方向バイアスされていると言われます。
pn接合で形成される全電荷は、バリア電圧、バリアポテンシャル、またはジャンクションバリアと呼ばれます。この場合、ダイオードのビルトイン電圧と空乏領域の幅の両方が減少するにつれて、障壁の高さは低くなります。この場合、バリアの総電圧は V0-V となります。
V0=初期電圧
V =最終電圧
記号 V0-V は、内蔵電位と印加電位の差を示します。低電圧が印加されると、限られた数の電流キャリアのみが接合部を通過できます。印加電位を大幅に増加させると、障壁の高さが大幅に減少し、その結果、接合を横切る電流キャリアの数が増加します。順方向バイアスの場合、電圧が p から n に印加されると、バッテリーの電位により、空乏の長さが減少し始めます。
逆バイアス P-n 接合ダイオード
バッテリの正端子がダイオードの n 側に接続されると、逆バイアスが発生します。負端子はダイオードの p 側に接続されています。つまり、外部電圧が半導体ダイオードの両端に逆方向に印加されます
外部電圧がダイオードの両端にかかると、総電圧障壁が増加します (V0+V)。
V0 =初期電圧
V =最終電圧
枯渇地帯もより包括的になりました。その結果、ダイオードの片側から反対側へのキャリアの移動が大幅に減少します。半導体の N 側から出てくるすべての電子は、バッテリーのプラス端子の方向に導かれます。マイナス端子が接続されていると、穴は接合部から押し出されます。
P-n接合ダイオードのV-I特性
接合部の電圧と回路を流れる電流との関係は、P-n 接合ダイオードのボルト-アンペア (V-I) 特性を定義します。
通常、電圧は x 軸に沿って測定され、電流は y 軸に沿って測定されます。
グラフから、ダイオードには次の 3 つの異なる動作モードがあることがわかります。
- ゼロバイアス
- フォワード バイアス
- 逆バイアス
- pn 接合ダイオードがゼロ バイアスで動作している間は、外部電圧が供給されないためです。接合部のポテンシャル バリアは閉じていると想定され、デバイスに電流が流れないようにします。
- pn 接合ダイオードのバイアス順方向動作中、外部電圧の正端子は p 型にリンクされ、負端子は n 型に接続されます。デバイス。ダイオードをこのように配置すると、ポテンシャル障壁が減少します。シリコン ダイオードに印加される電圧が 0.7 V、ゲルマニウム ダイオードに印加される電圧が 0.3 V の場合、ポテンシャル バリアが崩壊し、電流が流れます。
- ダイオードが順方向バイアスの場合、電流はゆっくりと進み、ダイオードに供給される電圧がポテンシャル バリアを超えたときに現れる曲線は非線形になります。ダイオードが逆バイアスになると、電流が急速に増加します。ダイオードがポテンシャルバリアを通過すると、通常は動作します。外部電圧が増加すると曲線が急速に上昇し、出力電圧の線形曲線が得られます。
- PN 接合ダイオードが負のバイアス下にある限り、p 型は外部電圧の負端子に接続され、n 型は正端子に接続されます。外部電圧の。その結果、ブロックに遭遇する可能性が高くなりました。短時間、界面での少数キャリアにより逆飽和電流が発生します。
さまざまな用途における半導体ダイオード
以下は、半導体ダイオードの使用例です:
- 整流ダイオードは、交流を整流するために使用される半導体デバイスです。
- ツェナー ダイオードは、電子回路の電流と電圧を安定させるために使用される電気デバイスです。
- フォトダイオードは光検出器の機能を果たします。
- スイッチング ダイオードは、2 つの異なる状態間をすばやく移行するために使用されるデバイスです。
- 赤外線スペクトルは、電子デバイスである LED から放出されます。
- 逆バイアスで電圧を印加しながら可変容量ダイオードを使用することは、優れた選択です。
結論
P-n 接合ダイオードは、抵抗器とコンデンサーに次ぐ人気の第 3 位であり、最も広く使用されている電気部品の 1 つです。 P-n 接合ダイオードは、最も基本的な種類の半導体ダイオードです。大小の電流レベル、および高電圧レベルと低電圧レベルのさまざまな整流アプリケーションで使用されます。この半導体デバイスは、電源を含むあらゆるタイプの電子回路設計に幅広い用途があります。
P-n接合には、電子が一方向にしか移動できないという本質的な特徴があり、これは貴重です。電流は電子の流れで構成されているため、電流は構造を横切って一方向にのみ流れることが許可され、接合部を横切って反対方向に流れることはできません。
