POLOVODIČOVÁ DIODA
2. Vlastnosti přechodu P-N
(Další kapitoly: 1. Úvod,
3. Využití diody,
4. Dioda jako usměrňovač,
5. Diody a světlo,
6. Ventily v domácnosti)
Z minulé kapitoly víme, že v polovodiči typu P existují kladné „díry“, v polovodiči typu N volné záporné elektrony. V roce 1940 zjistil americký fyzik Russell Ohl, že spojením polovodiče typu P s polovodičem typu N vznikne tzv. přechod P-N s velmi zajímavou vlastností: po připojení zdroje napětí v jednom směru elektrický proud prochází, zatímco ve směru opačném nikoli. O vysvětlení se pokusíme ve třech krocích:
1. Vznik přechodu P-N
Při spojení polovodičů typu
P a
N se na jejich rozhraní část volných elektronů z oblasti
N přesune do oblasti
P a část „děr“ přejde z oblasti
P do oblasti
N. Na rozhraní obou typů dochází k
rekombinaci, kdy se kladné a záporné náboje „děr“ a elektronů vzájemně vyrovnají. Kolem přechodu
P-N vznikne oblast bez volných nábojů, které se říká
hradlová vrstva.
Vznik hradlové vrstvy na přechodu P-N
2. Přechod P-N v závěrném směru
Co se stane, když připojíme k polovodiči
P záporný pól a k polovodiči
N kladný pól zdroje? Záporné elektrony jsou přitahovány ke kladnému pólu zdroje, kladné „díry“ jsou přitahovány k zápornému pólu. Hradlová vrstva (bez volných nábojů) se proto rozšíří a
elektrický proud obvodem neprochází. Zapojená žárovka nesvítí.
Zapojení diody v závěrném směru
3. Přechod P-N v propustném směru
Připojíme-li k polovodiči
P kladný a k polovodiči
N záporný pól zdroje, situace se změní. Kladné „díry“ jsou odpuzovány kladným pólem zdroje a přitahovány záporným pólem. Záporné elektrony jsou odpuzovány záporným pólem a přitahovány kladným pólem zdroje. Hradlová vrstva mizí a
obvodem prochází elektrický proud. Žárovka se rozsvítí.
Zapojení diody v propustném směru
<<< PŘEDCHOZÍ KAPITOLA
NÁSLEDUJÍCÍ KAPITOLA >>>