„P-n átmenet” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Vépi (vitalap | szerkesztései) a Visszaállítottam a lap korábbi változatát: 62.165.237.147 (vita) szerkesztéséről KasparBot szerkesztésére |
korrektúra; üres szakasz ki |
||
3. sor:
[[Kép:NP átmenet magyarázattal gif.GIF|thumb|right|277px|PN átmenet szemléltetése]][[Kép:NP átmenet tértöltési zóna gif.GIF|thumb|right|277px|Tértöltési zóna kialakulása a PN átmenet mentén]]
A '''p-n átmenet''' egy N-típusú
== A két félvezetőtípus ==
'''N-típus''' esetén a félvezető anyagát a gyártás során elektrontöbblettel rendelkező anyaggal adalékolják, ezért ott negatív töltésűvé válik (ezért hívjuk n-típusúnak). Ez szilícium esetén például foszfor, ami 5 vegyértékelektronnal rendelkezik. Ebből 4 vesz részt a kötésben, az 5. pedig „szabad”.
'''
Legtöbbször ezt egy [[félvezető]] kristály különböző részeinek eltérő adalékolásával ([[akceptor]] vagy [[donor]] atomok) érik el. Ez az átmenet a két réteg határán alakul ki, és olyan érdekes tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek elektronikai alkalmazásokban hasznosak. Egy P vagy N-típusú [[félvezető]]nek aránylag jó a vezetőképessége, azonban az átmeneti réteg nem vezet. Ezt a nem vezető réteget [[Kiürített tartomány|kiürülési tartománynak]] nevezik. Ez azért jön létre, mert a két réteg töltéshordozói (N-típusnál az elektronok, P-típusnál a lyukak) kölcsönhatásba léphetnek egymással és rekombinálódnak. Az [[elektron]] és a
▲Legtöbbször ezt egy [[félvezető]] kristály különböző részeinek eltérő adalékolásával ([[akceptor]] vagy [[donor]] atomok) érik el. Ez az átmenet a két réteg határán alakul ki, és olyan érdekes tulajdonságokkal rendelkezik amelyek elektronikai alkalmazásokban hasznosak. Egy P vagy N-típusú [[félvezető]]nek aránylag jó a vezetőképessége, azonban az átmeneti réteg nem vezet. Ezt a nem vezető réteget [[Kiürített tartomány|kiürülési tartománynak]] nevezik. Ez azért jön létre, mert a két réteg töltéshordozói (N-típusnál az elektronok, P-típusnál a lyukak) kölcsönhatásba léphetnek egymással és rekombinálódnak. Az [[elektron]] és a [[lyuk]] (elektronhiány) találkozásakor ilyen egyszerű esetben az elektron betölti a lyukat és mindkettő megszűnik. Ezen nem vezető réteg segítségével érdekes elektronikai alkalmazásokat lehet megvalósítani. Többségi töltéshordozónak az adalékolt anyagnak többségben részt vevő töltéshordozóit nevezzük (tehát N típus esetén ezek elektronok, míg P esetén a 'lyukak').
== PN átmenetek felépítése és működése ==
Ha egy n és egy p típusú réteget rakunk egymás mellé, akkor az adalékoló atomok eloszlása megváltozik. A PN átmenet a két különböző adalékolású anyag határán jön létre, és csak néhány
A koncentráció különbség miatt a P oldalról az N oldalra megindul a részecskék vándorlása [[diffúziós áram]]
▲Ha egy n és egy p típusú réteget rakunk egymás mellé, akkor az adalékoló atomok eloszlása megváltozik. A PN átmenet a két különböző adalékolású anyag határán jön létre, és csak néhány µm vastagságú. A két réteg érintkezésénél a töltéshordozók koncentrációkülönbsége miatt [[diffúzió]] indul meg.
▲A koncentráció különbség miatt a P oldalról az N oldalra megindul a részecskék vándorlása [[diffúziós áram]] , és középen, a tértöltési zónában rekombinálódnak. Miután a szabad töltések elvándoroltak, a helyhezkötött töltések egy E diffúziós potenciált hoznak létre. A kisebbségi töltéshordozók, pedig [[driftáram]]ot hoznak létre a kiürített részbe való vándorlással. Ezután energia egyensúly alakul ki.
'''Kiürített réteg''': először a PN átmenet közvetlen közelében lévő többségi töltéshordozók áramlanak a másik oldalra és rekombinálódnak. Ebből viszont az következik, hogy a PN átmenet két oldalán olyan réteg keletkezik, amelyből elfogytak a töltéshordozók. Ezt a réteget nevezzük kiürített rétegnek.
Az elektromos erőteret létrehozó tértöltési tartomány két oldalán kialakul egy belső potenciálgát, amit U<sub>D</sub> diffúziós feszültségnek (kontaktpotenciálnak) nevezünk. A diffúziós potenciál a tértöltés PN átmenet mentén a p-oldalon negatív, az n-oldalon pozitív potenciált hoz létre. A két oldal közti teljes potenciálkülönbséget nevezzük diffúziós potenciálnak. [[Germánium]]nál az U<sub>D</sub>= 0,1 – 0,2 V míg [[szilícium]]nál U<sub>D</sub>= 0,6 – 0,7 V.
Az alkalmazások megértéséhez még két fogalmat szükséges érteni: ''nyitó irányú előfeszítés''
== Nyitó irányú előfeszítés ==
Azt nevezzük nyitó irányú előfeszítésnek, amikor a P-típusú részre pozitív, az N-típusú részre pedig negatív [[elektromos feszültség|feszültség]]et kapcsolunk.
Így a P-típusú rétegben lévő lyukak és az N-típusú rétegben lévő elektronok a kiürülési réteg felé mozdulnak a taszító erő miatt, csökkentve ezzel a kiürülési tartomány vastagságát és csökkentve a potenciálgátat, ami a kiürülési tartomány miatt jött létre. Az előfeszítést
== Záró irányú előfeszítés ==
Záró irányú előfeszítésről akkor beszélünk, ha a P-típusú részre negatív, az N-típusú részre pedig pozitív feszültséget kapcsolunk.
Ilyenkor a P-típusú tartomány töltéshordozói (lyukak) távolodnak a kiürülési rétegtől, hisz a negatív pólus vonzza őket, és hasonlóan távolodnak a kiürülési rétegtől az N-típusú tartomány töltéshordozói (elektronok) is. Így megnövekszik a kiürülési tartomány vastagsága
== Kapcsolódó szócikkek ==
▲* [[dióda]]
{{Nemzetközi katalógusok}}
| |||