“Diodo de unión PN | Son propiedades | Diagrama de circuito | Aplicaciones importantes ”

 

CONTENIDO

En este artículo aprenderemos sobre el diodo de unión PN y sus características de la siguiente manera:

  • ¿Qué es el diodo de unión PN?
  • Definición de diodo de unión PN:
  • Principio de funcionamiento del diodo de unión PN
  • Propiedades del diodo de unión PN
  • Circuito y símbolo del diodo de unión PN
  • Circuito equivalente del diodo de unión PN:
  • Unión PN Flujos de corriente
  • Relación ideal corriente-voltaje
  • Características de la unión PN
  • Niveles de diodo cuasi-fermi
  • Aplicaciones del diodo de unión PN

¿Qué es un diodo de unión PN?

Definición de diodo de unión PN:

"Un diodo de unión pn es un dispositivo semiconductor de dos terminales o dos electrodos.."

“Un diodo se denomina diodo de unión PN si está formado por tipo P en un lado y tipo N en el suplementario o en dirección contraria ".

"El diodo tiene que estar en condición de polarización directa para permitir el flujo de corriente eléctrica. a traves de."

  • Si se conecta un voltaje positivo a los terminales P, la corriente pasa de la región P a la N, ya que el voltaje positivo ayuda a cruzar la región de agotamiento. Cuando usamos un voltaje negativo que se aplica al tipo p, la zona de agotamiento aumenta y evita que la corriente fluya.

¿Cómo funciona un diodo de unión PN?

Diodo de unión PN
Diodo de unión PN

Principio de funcionamiento del diodo de unión PN:

En un diodo de unión PN, consideraremos la unión pn con una tensión de polarización directa empleada. Podemos determinar las características corriente-voltaje. La barrera de potencial de esta unión pn se reduce cuando se le aplica un voltaje de polarización directa. Permitirá que el e- y el agujero se filtren a través de la región de carga espacial.

Cuando los agujeros comienzan a pasar a través de la región p a lo largo del área de carga espacial, obtienen un portador minoritario en exceso, es decir, un agujero y un portador minoritario adicional del proceso de deriva, recombinación y difusión.

Del mismo modo, cuando los electrones en la región comienzan a fluir a través de la región de carga espacial hacia P. Obtienen electrones portadores minoritarios excedentes.

Cuando se emplean aparatos semiconductores con uniones pn en amplificadores lineales, por ejemplo, los signos que varían en el tiempo se superponen a las corrientes y voltajes de CC. Una pequeña tensión sinusoidal aplicada a una tensión de CC aplicada a través de una unión pn iniciará una corriente de pequeña señal. La proporción de la corriente a la tensión genera la admitancia de señal pequeña de esta intersección pn. La admitancia de una intersección pn con polarización directa incluye los parámetros de conductancia y capacitancia.

¿Cuál es la corriente de unión PN?

Cuando se aplica un voltaje de polarización directa a una unión pn, se genera una corriente en el dispositivo. Eso se conoce como corriente de unión PN.

Defina la relación ideal corriente-voltaje:

Corriente de unión PN ideal:

La corriente ideal en una intersección pn se basa en los componentes importantes del cuarto principio mencionado en la sección anterior. La corriente total en la intersección es la suma de estos electrones y las corrientes de los huecos, que permanecen estables a través del área de agotamiento.

Los gradientes de las concentraciones de portadores minoritarios crean corrientes de difusión, y debido a que estamos considerando que el campo eléctrico es '0' en el borde de carga espacial, podemos ignorar la corriente de deriva para la minoría en este enfoque.

Circuito equivalente del diodo de unión PN:

El circuito equivalente de pequeña señal de la unión pn con polarización directa se deriva de una ecuación.

Y = gd+ Jωcd

Circuito equivalente de diodo de unión PN

Se requiere agregar la capacitancia de la unión en paralelo a la resistencia de difusión (rd) y capacitancia de difusión. El último elemento del circuito equivalente es una serie de resistencias. Las regiones neutrales nyp tienen un número 'C' de resistencias, por lo que la unión pn real incluye una resistencia en serie cuyo circuito equivalente completo se representa en la Figura anterior.

El voltaje a través de la unión real es - Voltaje real (Va), y el voltaje total aplicado al diodo pn se especifica mediante (Vapplicación) Entonces, la expresión para la condición ideal es la siguiente:

              Vapplicación V =a+ Irs

Características IV polarizadas hacia adelante para el diodo de unión pn con el efecto de la resistencia en serie

La figura anterior es la característica VI que revela el impacto de la resistencia en serie. Se necesita un voltaje, que puede ser mayor en general, para encontrar exactamente el mismo valor presente cuando se incluye una racha de inmunidad. En la mayoría de los diodos, la resistencia mostrada probablemente será insignificante. En ciertos aparatos semiconductores con uniones pn, pero la resistencia en serie pertenecerá a algún circuito de retroalimentación.

Corriente de recombinación de polarización inversa:

Si un diodo de unión PN tiene polarización inversa, se descubrió que los agujeros móviles y los electrones se borraron de la sección de carga espacial. La señal negativa explica una tasa de recombinación negativa; por lo tanto, en realidad estamos generando pares de agujeros de electrones dentro de la región de carga espacial con polarización inversa. La recombinación del exceso de huecos y electrones en el procedimiento durante el intento de restablecer el equilibrio térmico. Teniendo en cuenta que la concentración de huecos y electrones es esencialmente cero en el área de polarización inversa, los huecos y electrones se generan a través del nivel de la trampa, que también intenta reactivar el equilibrio térmico.

Dado que los huecos y los electrones se generan, quedan atrapados en el área de carga espacial por el campo eléctrico. El flujo de carga está en la dirección actual de una polarización inversa. Esta corriente de producción de polarización inversa, que es principalmente el resultado de la creación de huecos y electrones en la región de carga espacial, se suma a la corriente de saturación ideal de polarización inversa.

Corriente de recombinación sesgada hacia adelante:

Para una unión PN con polarización inversa, los electrones y los huecos se eliminan principalmente de la región de carga espacial. Sin embargo, bajo polarización directa, se inyectan electrones y huecos a través de la región de carga espacial; durante ese período, algunos cargos adicionales del operador pueden estar en la región de carga espacial. Existe cierta posibilidad de que algunos de estos electrones y huecos se recombinen también durante ese tiempo.

Niveles de diodo cuasi-fermi

Niveles cuasi-fermi de diodo
Crédito de la imagen: Prepara ohareNiveles de diodo cuasi-fermiCC BY-SA 3.0

¿Cuáles son los usos de la unión PN, diodo?

Aplicaciones importantes del diodo de unión PN:

Las aplicaciones críticas de los diodos de unión PN son:

  • El diodo de unión PN se puede utilizar como fotodiodos.
  • El diodo de unión PN se puede utilizar como células solares.
  • El diodo de unión PN con polarización directa se utiliza como LED.
  • Diodo de unión PN utilizado como rectificadores en dispositivos controlados por voltaje en varactores.

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Acerca de Soumali Bhattacharya

Actualmente me dedico al campo de la Electrónica y la comunicación.
Mis artículos se centran en las principales áreas de la electrónica básica en un enfoque muy simple pero informativo.
Soy un aprendiz vivo y trato de mantenerme actualizado con las últimas tecnologías en el campo de los dominios de Electrónica.

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