ما هو مفرق pn ثقب الإلكترون
تشتمل أشباه الموصلات على مواد ذات مقاومة من 10-5 إلى 102 أوم × م. ومن حيث خصائصها الكهربائية ، فإنها تحتل موقعًا وسيطًا بين المعادن والعوازل.
تتأثر مقاومة أشباه الموصلات بعدة عوامل: فهي تعتمد بشدة على درجة الحرارة (تقل المقاومة مع زيادة درجة الحرارة) ، وتعتمد على الإضاءة (تقل المقاومة تحت تأثير الضوء) ، إلخ.
اعتمادًا على نوع الشوائب في أشباه الموصلات ، تسود إحدى الموصلات - الإلكترون (نوع n) أو الفتحة (النوع p).
الجزء الرئيسي من أي جهاز أشباه الموصلات (الصمام الثنائي ، الصمام الثنائي الباعث للضوء ، الترانزستور ، الثايرستور ، إلخ) هو ما يسمى. مفرق ثقب الإلكترون. يتم الحصول عليها إذا كان جزء من البلورة له موصلية من النوع n والجزء الآخر به موصلية من النوع p. يجب الحصول على كلتا المنطقتين في بلورة متجانسة واحدة بنفس الشبكة ، ولا يمكن الحصول على تقاطع p-n عن طريق ربط بلورتين ميكانيكيًا بأنواع مختلفة من الموصلية.
الحاملات الحالية الرئيسية عبارة عن ثقوب في المنطقة p والإلكترونات الحرة في مناطق n - منتشرة من منطقة إلى أخرى.بسبب إعادة التركيب (التحييد المتبادل للشحنات) للإلكترونات والثقوب بين p و n ، يتم تشكيل طبقة شبه موصلة مستنفدة من ناقلات التيار (طبقة مانعة).
يتم إنشاء الشحنة الزائدة بواسطة الأيونات السالبة للمنطقة p والأيونات الموجبة للمنطقة n ، ويظل الحجم الكامل لأشباه الموصلات ككل محايدًا كهربائيًا. نتيجة لذلك ، عند تقاطع pn ، ينشأ مجال كهربائي موجه من المستوى n إلى المنطقة p ويمنع المزيد من انتشار الثقوب والإلكترونات.
في الانتقال p-n ، يتشكل فرق الجهد الكهربائي ، أي ينشأ ما يسمى بحاجز الجهد. يعتمد التوزيع المحتمل في الطبقة الانتقالية على المسافة. عادة ما يتم أخذ الصفر المحتمل على أنه الاحتمال في المنطقة p مباشرة بالقرب من تقاطع p-n حيث لا توجد شحنة فضائية.
يمكن إظهار أن تقاطع p-n له خاصية تصحيح. إذا كان القطب السالب لمصدر جهد التيار المستمر متصلاً بالمنطقة p ، فإن الحاجز المحتمل سيزداد مع قيمة الجهد المطبق ولن تتمكن حاملات التيار الرئيسية من المرور عبر تقاطع p-n. ثم المعدل أشباه الموصلات ستكون هناك مقاومة عالية جدًا وسيكون التيار العكسي المزعوم صغيرًا جدًا.
ومع ذلك ، إذا قمنا بإرفاق موجب بالمنطقة p ، وبالمنطقة n Cc ، القطب السالب للمصدر ، فإن الحاجز المحتمل سينخفض وستكون الناقلات الحالية الرئيسية قادرة على المرور عبر تقاطع pn. في السلسلة ستظهر ما يسمى ب تيار أمامي سيزداد مع زيادة جهد المنبع.
خاصية الجهد الحالي للديود
إذن ، ثقب مسار الإلكترون - تقاطع بين منطقتين من أشباه الموصلات ، إحداهما لها موصلية كهربائية من النوع n والأخرى من النوع p. يعمل تقاطع ثقب الإلكترون كأساس لأجهزة أشباه الموصلات. في المنطقة الانتقالية ، يتم تكوين طبقة شحنة فضائية ، يتم استنفادها في حاملات الشحنة المتنقلة. تمثل هذه الطبقة حاجزًا محتملاً للأغلبية وبئرًا محتملاً لحاملات الشحنة الأقلية ، الخاصية الرئيسية لانتقال ثقب الإلكترون هي التوصيل أحادي القطب.
تستخدم على نطاق واسع عناصر أشباه الموصلات غير الخطية ذات خصائص الجهد الحالي غير المتوازنة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر... تسمى هذه العناصر ذات الموصلية أحادية الاتجاه المقومات أو الصمامات الكهربائية.
أنظر أيضا: أجهزة أشباه الموصلات - الأنواع ، نظرة عامة ، الاستخدام