Struktura

Přechod PN s připojeným vnějším napětím

Přechod PN s připojeným vnějším napětím

Připojí-li se k polovodičovému přechodu stejnosměrné napětí tak, že jeho polarita bude souhlasit s polaritou difúzního napětí (obr. 1), bude mít elektrostatické pole tohoto vnějšího napětí souhlasný smysl jako elektrostatické pole pevných iontů, které působí v okolí přechodu.

Obr. 1: Přechod PN polarizovaný ve zpětném směru

Potenciálová přehrada mezi částí P a N vzroste a oblast prostorového náboje se rozšíří, neboť obě pole se navzájem podporují. Ani majoritní nosiče s největší energii nejsou schopny překonat tuto přehradu a proud majoritních nosičů zanikne – přechod PN je pro ně uzavřen. Přes přechod i vnějším obvodem prochází jen proud minoritních nosičů náboje IR. Pole od vnějšího napětí sice podporuje pohyb minoritních nosičů, ale nezpůsobuje znatelné zvětšení proudu, protože všechny minoritní nosiče, které byly přidané teplotě k dispozici, přes přechod stejně přecházely. Proud IR dosahuje své nasycené hodnoty (obr.9).

Obr. 2: Proud v závěrném směru

Po obrácení polarity připojeného vnějšího napětí bude působit odpovídající elektrostatické pole proti elektrostatickému poli pevných iontů. Majoritní nosiče se přiblíží k přechodu PN, potenciálová přehrada se zruší a vyprázdněná oblast (oblast prostorového náboje ) zanikne (obr. 2).

Obr. 3: Přechod PN polarizovaný v přímém směru

Při této polarizaci je přechod PN pro majoritní nosiče otevřen, je polarizován v přímém směru. Obvodem prochází proud IF, který při zvyšování vnějšího napětí rychlé narůstá (obr. 3), protože v krystalové mříži je velké množství majoritních nosičů připravených k vedení proudu.

Obr. 4: Proud v přímém směru

Z předcházejícího popisu je zřejmé, že přechod PN vykazuje tzv. usměrňovací účinek. V přímém směru je odpor přechodu velmi malý (řádově zlomky ohmu), v závěrném směru dosahuje odpor velkých hodnot (v křemíku několik megaohmů).

Zdroje

  • KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009

Obrázky

  • Obr. 1: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Přechod PN polarizovaný ve zpětném směru, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
  • Obr. 2: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Proud v závěrném směru, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
  • Obr. 3: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Přechod PN polarizovaný v přímém směru, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
  • Obr. 4: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Proud v přímém směru, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Logolink