Термин смещение относится к приложению напряжения постоянного тока для установки определенных условий работы. Или когда внешний источник энергии подается на PN-переход, это называется напряжением смещения или просто смещением. Этот метод либо увеличивает, либо уменьшает барьерный потенциал соединения. В результате снижение барьерного потенциала заставляет носители тока возвращаться в область истощения. Следующие два условия смещения применяются к PN-переходам.
-
Прямое смещение — внешнее напряжение добавляется с той же полярностью к потенциалу барьера, что вызывает увеличение ширины области истощения.
-
Обратное смещение — PN-соединение смещено таким образом, что приложение внешнего напряжения предотвращает попадание носителей тока в область истощения.
Прямое смещение — внешнее напряжение добавляется с той же полярностью к потенциалу барьера, что вызывает увеличение ширины области истощения.
Обратное смещение — PN-соединение смещено таким образом, что приложение внешнего напряжения предотвращает попадание носителей тока в область истощения.
Прямое смещение
На следующем рисунке показан прямой смещенный диод PN-перехода с приложенным внешним напряжением. Вы можете видеть, что положительный вывод батареи подключен к материалу P, а отрицательный вывод батареи подключен к материалу N.
Ниже приведены наблюдения —
-
Это напряжение смещения отталкивает большинство носителей тока каждого материала типа P и N. В результате большое количество дырок и электронов начинают появляться на стыке.
-
На N-стороне соединения электроны движутся, чтобы нейтрализовать положительные ионы в области истощения.
-
На материале P-стороны электроны вытягиваются из отрицательных ионов, что заставляет их снова стать нейтральными. Это означает, что прямое смещение разрушает область истощения и, следовательно, барьерный потенциал. Это означает, что, если PN-переход смещен в прямом направлении, он будет обеспечивать непрерывный ток.
Это напряжение смещения отталкивает большинство носителей тока каждого материала типа P и N. В результате большое количество дырок и электронов начинают появляться на стыке.
На N-стороне соединения электроны движутся, чтобы нейтрализовать положительные ионы в области истощения.
На материале P-стороны электроны вытягиваются из отрицательных ионов, что заставляет их снова стать нейтральными. Это означает, что прямое смещение разрушает область истощения и, следовательно, барьерный потенциал. Это означает, что, если PN-переход смещен в прямом направлении, он будет обеспечивать непрерывный ток.
На следующем рисунке показан поток носителей тока с прямым диодом. Постоянная подача электронов возможна благодаря внешнему источнику напряжения, подключенному к диоду. Поток и направление тока показаны большими стрелками за пределами диода на диаграмме. Обратите внимание, что поток электронов и ток относятся к одному и тому же.
Ниже приведены наблюдения —
-
Предположим, что электроны протекают по проводу от отрицательной клеммы батареи к N-материалу. Войдя в этот материал, они сразу же попадают на перекресток.
-
Аналогично, с другой стороны, равное количество электронов вытягивается со стороны P и возвращается на положительную клемму аккумулятора. Это действие создает новые дыры и заставляет их двигаться к соединению.
-
Когда эти дыры и электроны достигают соединения, они объединяются и эффективно исчезают. В результате на внешних концах диода появляются новые дырки и электроны. Эти основные перевозчики создаются на постоянной основе. Это действие продолжается до тех пор, пока подается внешний источник напряжения.
-
Когда диод смещен вперед, можно заметить, что электроны протекают через всю структуру диода. Это распространено в материале типа N, тогда как в материалах P отверстия являются движущимися носителями тока. Обратите внимание, что движение отверстия в одном направлении должно начинаться с движения электрона в противоположном направлении. Следовательно, общий поток тока представляет собой сложение дырок и электронов, протекающих через диод.
Предположим, что электроны протекают по проводу от отрицательной клеммы батареи к N-материалу. Войдя в этот материал, они сразу же попадают на перекресток.
Аналогично, с другой стороны, равное количество электронов вытягивается со стороны P и возвращается на положительную клемму аккумулятора. Это действие создает новые дыры и заставляет их двигаться к соединению.
Когда эти дыры и электроны достигают соединения, они объединяются и эффективно исчезают. В результате на внешних концах диода появляются новые дырки и электроны. Эти основные перевозчики создаются на постоянной основе. Это действие продолжается до тех пор, пока подается внешний источник напряжения.
Когда диод смещен вперед, можно заметить, что электроны протекают через всю структуру диода. Это распространено в материале типа N, тогда как в материалах P отверстия являются движущимися носителями тока. Обратите внимание, что движение отверстия в одном направлении должно начинаться с движения электрона в противоположном направлении. Следовательно, общий поток тока представляет собой сложение дырок и электронов, протекающих через диод.
Обратное смещение
На следующем рисунке показан обратный смещенный диод PN-соединения с приложенным внешним напряжением. Вы можете видеть, что положительный вывод батареи подключен к материалу N, а отрицательный вывод батареи подключен к материалу P. Обратите внимание, что при таком расположении полярность батареи должна противоречить полярности материала диода, так что разнородные заряды притягиваются. Следовательно, большинство носителей заряда каждого материала отводятся от соединения. Обратное смещение делает диод непроводящим.
На следующем рисунке показано расположение большинства несущих тока в диоде с обратным смещением.
Ниже приведены наблюдения —
-
Из-за действия схемы электроны материала N притягиваются к положительной клемме аккумулятора.
-
Каждый электрон, который перемещает или покидает диод, вызывает появление положительного иона на своем месте. В результате это вызывает эквивалентное увеличение ширины области обеднения на N стороне соединения.
-
Сторона P диода имеет аналогичный эффект, как сторона N. В этом действии несколько электронов покидают отрицательную клемму батареи и попадают в материал типа P.
-
Эти электроны тут же движутся и заполняют ряд отверстий. Каждая занятая дыра становится отрицательным ионом. Эти ионы, в свою очередь, затем отталкиваются отрицательной клеммой аккумулятора и направляются в сторону соединения. Вследствие этого увеличивается ширина области истощения на стороне P соединения.
Из-за действия схемы электроны материала N притягиваются к положительной клемме аккумулятора.
Каждый электрон, который перемещает или покидает диод, вызывает появление положительного иона на своем месте. В результате это вызывает эквивалентное увеличение ширины области обеднения на N стороне соединения.
Сторона P диода имеет аналогичный эффект, как сторона N. В этом действии несколько электронов покидают отрицательную клемму батареи и попадают в материал типа P.
Эти электроны тут же движутся и заполняют ряд отверстий. Каждая занятая дыра становится отрицательным ионом. Эти ионы, в свою очередь, затем отталкиваются отрицательной клеммой аккумулятора и направляются в сторону соединения. Вследствие этого увеличивается ширина области истощения на стороне P соединения.
Общая ширина области истощения напрямую зависит от внешнего источника напряжения диода с обратным смещением. В этом случае диод не может эффективно поддерживать прохождение тока через широкую область истощения. В результате потенциальный заряд начинает развиваться через переход и увеличивается, пока потенциал барьера не станет равным внешнему напряжению смещения. После этого диод ведет себя как непроводник.