„P-n átmenet” változatai közötti eltérés

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
[nem ellenőrzött változat][nem ellenőrzött változat]
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
BOTarate (vitalap | szerkesztései)
a Robot: következő hozzáadása: be-x-old:P-n пераход
SamatBot (vitalap | szerkesztései)
a kozmetikai javítások
8. sor: 8. sor:
-->
-->
A '''p-n átmenet''' egy N-típusú félvezető és egy P-típusú félvezető találkozásánál alakul ki.
A '''p-n átmenet''' egy N-típusú félvezető és egy P-típusú félvezető találkozásánál alakul ki.



'''N-típus''' esetén a félvezető anyagát a gyártás során elektrontöbblettel rendelkező anyaggal szennyezik, ezért ott negatív töltésűvé válik (ezért hívjuk n-típusúnak).
'''N-típus''' esetén a félvezető anyagát a gyártás során elektrontöbblettel rendelkező anyaggal szennyezik, ezért ott negatív töltésűvé válik (ezért hívjuk n-típusúnak).
43. sor: 42. sor:
==Lásd még==
==Lásd még==
*[[dióda]]
*[[dióda]]

{{csonk-dátum|csonk-fiz|2006 augusztusából}}


[[Kategória:Elektronika]]
[[Kategória:Elektronika]]
[[Kategória:Szilárdtestfizika]]
[[Kategória:Szilárdtestfizika]]
{{csonk-dátum|csonk-fiz|2006 augusztusából}}


[[en:P-n junction]]
[[en:P-n junction]]

A lap 2008. augusztus 20., 14:10-kori változata

A p-n átmenet egy N-típusú félvezető és egy P-típusú félvezető találkozásánál alakul ki.

N-típus esetén a félvezető anyagát a gyártás során elektrontöbblettel rendelkező anyaggal szennyezik, ezért ott negatív töltésűvé válik (ezért hívjuk n-típusúnak).

P-típus esetén a félvezetőt elektronhiánnyal rendelkező anyaggal szennyezik, így 'lyukak' alakulnak ki az anyag szerkezetében, melyek pozitív töltésnek tekinthetők.

Legtöbbször ezt egy félvezető kristály különböző részeinek eltérő szennyezésével (akceptor vagy donor atomok) érik el. Ez az átmenet a két réteg határán alakul ki, és olyan érdekes tulajdonságokkal rendelkezik amelyek elektronikai alkalmazásokban hasznosak. Egy P vagy N-típusú félvezetőnek aránylag jó a vezetőképessége, azonban az átmeneti réteg nem vezet. Ezt a nem vezető rétget kiürülési tartománynak nevezik. Ez azért jön létre mert a két réteg töltéshordozói (N-típusnál az elektronok, P-típusnál a lyukak) kölcsönhatásba léphetnek egymással és rekombinálódnak. Az elektron és a lyuk (elektronhiány) találkozásakor ilyen egyszerű esetben az elektron betölti a lyukat és mindkettő megszűnik. Ezen nem vezető réteg segítségével érdekes elektronikai alkalmazásokat lehet megvalósítani.

PN átmenet szemléltetése
Tértöltési zóna kialakulása a PN átmenet mentén

PN átmenetek felépítése és működése

Ha egy n és egy p típusú réteget rakunk egymás mellé, akkor a szennyező atomok eloszlása megváltozik. A PN átmenet a két különböző szennyezettségű anyag határán jön létre, és csak néhány µm vastagságú. A két réteg érintkezésénél a töltéshordozók koncentrációkülönbsége miatt diffúzió indul meg.

A koncentráció különbség miatt a P oldalról az N oldalra megindul egy diffúziós áram vándorlás, és középen, a tértöltési zónában rekombinálódnak. Miután a töltések elvándoroltak, a helyhezkötött töltések egy E diffúziós potenciált hoznak létre. A kisebbségi töltéshordozók, pedig driftáramot hoznak létre a kiürített részbe való vándorlással. Ezután energia egyensúly alakul ki.

Kiürített réteg: először a PN átmenet közvetlen közelében lévő többségi töltéshordozók áramlanak a másik oldalra és rekombinálódnak. Ebből viszont az következik, h a PN átmenet két oldalán olyan réteg keletkezik, amelyből elfogytak a töltéshordozók. Ezt a réteget nevezzük kiürített rétegnek.

Az elektromos erőteret létrehozó tértöltési tartomány két oldalán kialakul egy belső potenciálgát, amit UD diffúziós feszültségnek (kontaktpotenciálnak) nevezünk. A diffúziós potenciál a tértöltés PN átmenet mentén a p-oldalon negatív, az n-oldalon pozitív potenciált hoz létre. A két oldal közti teljes potenciálkülönbséget nevezzük diffúziós potenciálnak. Germániumnál az UD= 0,1 – 0,2 V míg szilíciumnál UD= 0,6 – 0,7 V

Az alkalmazások megértéséhez még két fogalmat szükséges érteni: nyitó irányú előfeszítés, záró irányú előfeszítés

Nyitó irányú előfeszítés

Azt nevezzük nyitó irányú előfeszítésnek, amikor a P-típusú részre pozitív, az N-típusú részre pedig negatív feszültséget kapcsolunk.

Így a P-típusú rétegben lévő lyukak és az N-típusú rétegben lévő elektronok a réteg felé mozdulnak a taszító erő miatt, csökkentve ezzel a kiürülési tartomány vastagságát és csökkentve a potenciálgátat ami a kiürülési tartomány miatt jött létre. Az előfeszítést növelve (a feszültséget növelve) a kiürülési tartomány olyan vékonnyá válhat, hogy a töltéshordozók át tudnak menni rajta és így az összeállítás ellenálása nagyon lecsökken, megindul a töltésáramlás. (Ha az elektron átjut a kiürülési tartományon a P-típusú rétegbe, akkor ott nem rekombinálódik, hanem eljut a feszültségforrásig)

Záró irányú előfeszítés

Záró irányú előfeszítésről akkor beszélünk, ha a P-típusú részre negatív, az N-típusú részre pedig pozitív feszültséget kapcsolunk.

Ilyenkor a P-típusú tartomány töltéshordozói (lyukak) távolodnak a kiürülési rétegtől, hisz a negatív pólus vonzza őket, és hasonlóan távolodnak a kiürülési rétegtől az N-típusú tartomány töltéshordozói (elektronok) is. Így megnövekszik a kiürülési tartomány vastagsága (nyilvánvaló, hogy a záróirányú feszültség nagyságától függően változik a kiürülési réteg vastagsága), illetve nő az átmenetnél fellépő potenciálgát, így jelentősen nő az összeállítás elektromos ellenállása. Ha az előfeszítés elér egy kritikus értéket a p-n átmenet megszűnik (ezt a jelenséget letörésnek nevezik) és megindul a töltések áramlása.

Lásd még