PN диодни характеристики

В предишни видеа сме виждали, че когато имаш p-n преход с предно свързване, преходът провежда ток. А ако го направиш с обратно свързване, той не провежда ток. В това видео ще видим как да обобщим цялата поведение на един p-n преход в едно. И това трябва да ни каже как токът през p-n прехода се променя, докато променяме напрежението през него. Нека направим графика на напрежението и тока. Напрежението през уреда ще е по хоризонталата, а токът през него ще е по вертикалата. Да започваме. Нека започнем с предното свързване. При предното свързване, както вече сме виждали, положителният терминал е свързан към р-страната, а отрицателният е свързан към n-страната и протича ток, преходът провежда ток. Ток протича от p към n, посоката на тока е от р към n. Как изглежда тази графика? В началото, когато напрежението е много малко, токът не е много голям. Може да си припомниш, че тук има обеднена зона. И, като резултат, има само малко количество заряди, които протичат през нея. Тя действа като бариера. Но после, докато напрежението се увеличава, тази обеднена зона става по-малка и по-малка и, като резултат, токът нараства. Надявам се, че можеш да видиш това. И, в крайна сметка, след определен момент обеднената зона изчезва и токът става много висок. Такова е поведението на р-n прехода при предно свързване. И тази точка, при която токът се увеличава много бързо, наричаме пробивно напрежение. Нека начертая това тук. Тази точка... Приблизително това напрежение тук. Наричаме това пробивно напржение. Обикновено го наричаш пробивно напрежение и за силиция то е приблизително 0,7 волта. Можеш да видиш, че преди точката 0,7 волта токът бавно се увеличава, но след като стигнеш до 0,7 тогава дори при малки промени в напрежението токът силно се увеличава. Това е предно свързване. Сега да си припомним обратното свързване. Можеш да си припомниш, че обратното свързване е когато свържем положителния терминал с n-страната, а отрицателния с р-страната. Ще поставим напрежението по отрицателната ос. И в този случай имаме много малък ток, който тече в противоположна посока, от n към р. Ще поставим този ток по отрицателната ос за тока. Как ще изглежда тази графика? Виждали сме, че токът е много малък, така че си остава близо до нула, но, което е по-важно, токът е почти постоянен. Виждали сме това в предишни видеа. И графиката, която получаваш, е нещо подобно. И ако си електроинженер ще обичаш тази графика, защото без да навлизаме в детайли за какво и защо, тя много добре обобщава какво прави този р-n преход при различни обстоятелства. Казва ни, че когато имаме право свързване, токът е много нисък преди точка 0,7 волта, после много бързо се увеличава и става изключително чувствителен към напрежение след тази точка. При обратно свързване почти не провежда ток, действа като изолатор, но много малко количество ток протича през него, почти постоянен ток. Също ни казва, че това не е права линия и, като резултат, това е не-омов уред. Може да си припомниш, че ако имаш проводник, тогава VI графиката за това ще е права линия. И законът на Ом тогава ни върши работа, но тук законът на Ом не върши работа. Това ни казва, че р-n преходът е не-омов уред. Законът на Ом не върши работа. Това е всичко, но нека разгледаме някои от техническите имена на това, които един инженер би нарекъл характеристики. Тази графика се нарича VI характеристики на p-n преход. Въпреки че това е не-омов уред, така че законът на Ом не ни върши работа, предпочитаме да мислим за това спрямо съпротивлението. Ако вземем право свързване. Това тук е право свързване, понеже провежда доста добре ще кажем, че има ниско съпротивление. Обикновено бихме казали, че правото свързване в един р-n преход има ниско съпротивление. И, подобно, ако имаш обратно свързване, понеже преходът почти не провежда, действа като изолатор, ще кажем, че има много високо съпротивление към тока. Ще кажем, че при обратното свързване има високо съпротивление. И едно последно нещо – ако знаеш как да начертаеш ел. верига с р-n преход, ще е уморително да чертаеш тази диаграма отново и отново, така че трябва да измислим символ. Символът за р-n преход изглежда ето така. Когато в една верига се използва р-n преход, вероятно ще видиш нещо такова. Тази страна представлява р-страната, а тази страна представлява n-страната. Забележи, този символ ни казва в каква посока провежда р-n преходът. Стрелката ни показва, че р-n преходът провежда от р към n, така че ако искаш това нещо да провежда ток, по-добре да поставиш положителен терминал тук и отрицателен терминал тук, А, от друга страна, ако опиташ да го направиш да провежда от n към р... ами, няма да работи. Виж, тук има бариера. Това няма да работи. Това е идеята зад този символ. И, едно последно нещо, хората обикновено наричат този р-n преход p-n диод или полупроводников диод, или преходен диод, а думата диод можем да разделим на две – "ди" означава "две" и това се отнася до двата терминала, които имаме – едната страна е р, а другата е n, а думата "од" всъщност не знам какво означава, защото разгледах два източника и единият казва, че е съкращение от "електрод", понеже тук използваме електроди, а другият източник ни казва, че е от "path" (път). Не знам кое е правилното. Може би е съкращение от "електрод". Но думата "ди" ни казва, че това е уред, в който можеш да създадеш път от един електрод, или един терминал, към друг терминал, по който да текат зарядите. Можеш да имаш път от р до n при право свързване, но ако имаш обратно свързване, това не позволява протичането на ток. Обикновено, когато чуя думата "диод се сещам за уред, който провежда само в една посока.