» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Март, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №3 (36) 2020
Автор: Стоцкий Кирилл Степанович, Магистрант 2 курс
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Физические основы работы диодов
Дата публикации: 12.03.2020
УДК 621.382.2
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ДИОДОВ
Стоцкий Кирилл Степанович
Фазылов Ильшат Занфирович
студенты 2 курса магистратуры
кафедра электромеханики факультет авионики,
энергетики и инфокоммуникаций
Уфимский Государственный Авиационный
Технический Университет, г. Уфа
Стоцкая Диана Рашитовна
студент 3 курса бакалавриата
кафедра экологии и природопользования, биологический факультет
Башкирский Государственный Университет, г. Уфа
научный руководитель: Максудов
Денис Вилевич
доцент кафедры электромеханики
Уфимский Государственный Авиационный
Технический Университет, г. Уфа
Аннотация. В
данной статье описываются физические основы
работы диодов.
Ключевые слова: диод, p – nпереход, электротехника.
Устройство
Полупроводниковый электрический диод или диодный
вентиль – это устройство, которое выполнено из полупроводниковых материалов
(как правило, из кремния) и работает только с односторонним потоком заряженных
частиц. Основным компонентом является кристаллическая часть, с p-n переходом,
которая подключена к двум электрическими контактами. Трубки вакуумного диода
имеют два электрода: пластину (анод) и нагретый катод (Рисунок 1).
Рисунок 1. Полупроводниковый
электрический диод
Основой полупроводникового диода является p-n-переход, образующийся в пластине монокристаллического кремния между двумя слоями, обладающими различной электропроводностью (один электронный, другой дырочный). Образование p-n-перехода обусловлено различной степенью концентрации электронов (дырок). Так как концентрация электронов в п - слое намного превышает концентрацию электронов в p-слое, появится диффузионный электронный ток, обусловленный движением электронов в p-слой. По той же причине дырки из p-области будут диффундировать в n-слой, обусловливая возникновение дырочного диффузионного тока. Такое перемещение зарядов создает отрицательный объемный заряд, препятствующий дальнейшей диффузии электронов в р‑ слой, и объемный положительный заряд, который будет препятствовать дальнейшему накоплению дырок в п- слое. Возникновение таких противоположных по знаку зарядов на границе слоев равносильно возникновению электрического поля, препятствующего переходу основных носителей зарядов через границу р- и п- слоев. Область, которую занимают возникшие объемные заряды,обедненную основными носителями и имеющую при этом большое сопротивление, называют запирающим слоем.
Если к p-n-переходу
приложено обратное напряжение U(рисунок2, б), то потенциальный барьер
возрастает на приложенное напряжение U.Увеличивается ширина объемного
заряда, и сопротивление p-n-перехода возрастает до больших значений. Ток через p-n-переход
обуславливается только неосновными носителями заряда, которые переносятся
электрическим полем объемного заряда, и поэтому он незначителен.
Рисунок 2. Изменение потенциального барьера на p-n-переходе
при положении напряжения: а - прямого; б
– обратного
Список литературы:
- Ровдо А.А.Полупроводниковые диоды и схемы с диодами; Москва, 2011. – 254 с;
- Полупроводниковые диоды. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://book.ggpek.by/promel/teor/1-2-poluprovodnikovye-diody (дата обращения: 10.03.2020);
- Полупроводниковые диоды: виды и характеристики [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://emkelektron.webnode.com/news/poluprovodnikovyje-diody-razvjernutaja-ljektsija-/ (дата обращения: 10.03.2020).
Комментарии:
