Что такое диод?

Диод - простейшее полупроводниковое устройство. Вообще, полупроводник это материал с сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Рис 1. Когда на диоде нет напряжения, электроны из полупроводника N-типа заполняют «дырки» в полупроводнике P-типа, создавая барьер между слоями, называемый p-n переходом.

В случае светодиодов, материал проводника чаще всего алюминий-галлий-арсенид. В чистом сплаве алюминия-галлия-арсенида все атомы идеально связаны со своими соседями, не оставляя свободных электронов и возможности проводить электрический ток. В материале с примесями, дополнительные атомы изменяют баланс, добавляя свободные электроны и создавая «дырки», притягивающие электроны. В этом случае увеличивается проводимость материала.

Полупроводник с избыточными электронами называется проводником N-типа, так как обладает избыточным отрицательным зарядом. В проводнике N-типа, свободные электроны движутся из отрицательно заряженных зон в положительно заряженные.

Рис. 2. Когда отрицательный конец цепи соединен с полупроводником N-типа, а отрицательный - с полупроводником P-типа, электроны и «дырки» начинают движение, и «переходная зона» исчезает.

Полупроводник с избыточным количеством «дырок» называется проводником P-типа, так как обладает избыточными положительно заряженными частями. Электроны могут перемещаться от «дырки» к «дырке», двигаясь от отрицательно заряженной области к положительно заряженной. В результате, «дырки» появляются сами собой, перемещаясь от положительно заряженной области к отрицательно заряженной.

Диод состоит из двух секций - полупроводников N-типа и P-типа, соединенных друг с другом, с электродами на двух концах. Такая схема проводит ток только в одном направлении. Когда на диоде нет напряжения, электроны из полупроводника N-типа заполняют «дырки» в полупроводнике P-типа, создавая барьер между слоями, называемый p-n переходом. В зоне p-n перехода полупроводниковый материал возвращается в свое оригинальное состояние - все «дырки» заполнены, и поэтому нет свободных электронов или свободных мест под них, и ток не может идти через полупроводник.

Чтобы избавиться от зоны p-n перехода, необходимо заставить электроны перемещаться из полупроводника N-типа в полупроводник P-типа, и «дырки» - в обратном направлении. Чтобы добиться этого, необходимо подсоединить полупроводник N-типа к отрицательно заряженному концу цепи, и полупроводник P-типа - к положительному соответственно. Свободные электроны из полупроводника N-типа уйдут по отрицательному электроду, и «дырки» в полупроводнике P-типа будут двигаться к положительному концу. Когда разность потенциалов достаточно высока, электроны из зоны p-n-перехода будут выбиты из своих «дырок», сама зона исчезнет и восстановится ток через диод. Если же пустить ток через диод в обратном направлении, то зона p-n-перехода лишь увеличится, и ток через диод не пойдет.

Взаимодействие электронов и «дырок» в рассматриваемом случае дает интересный побочный эффект - свечение!

#статьи

Избранные посты
Недавние посты
Поиск по тегам
Тегов пока нет.
RSS Feed

Остались вопросы?

Все доступно объясним и проконсультируем по решениям

Узнать цену заинтересовавшего экрана
Города, в которых мы работаем

Москва

Санкт-Петербург

Новосибирск

Екатеринбург

Нижний Новгород

Казань

Самара

Челябинск

Омск

Ростов-на-Дону

Уфа

Красноярск

Пермь

Волгоград

Воронеж

Саратов

Краснодар

Тольятти

Тюмень

Ижевск

Барнаул

Ульяновск

Иркутск

Владивосток

Ярославль

Хабаровск

Махачкала

Оренбург

Томск

Новокузнецк

Кемерово…

Рязань

Астрахань

Набережные Челны

Пенза

Липецк

Позвонить нам
Написать нам
Приехать к нам

​©  1995-2021 ООО «ТВ-ЛЭД»

+7 903 960-92-08
Москва, Маршала Новикова д. 15