Nguyên lý của Tiếp xúc pn - Lý thuyết môn Linh kiện điện tử | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

Tiếp xúc pn pn junction P region n region
Miền p (p region) có nhiều lỗ trống
(gọi là hạt đa số) từ các nguyên tử tạp
chất và chỉ cần một tác động bởi
nguồn nhiệt độ vừa phải thì các điện
tử tự do được tạo ra (các hạt thiểu số)
Miền n (n region) có nhiều điện tử tự
do (hạt đa số) từ các nguyên tử tạp
chất và chỉ cần một tác động bởi
nguồn nhiệt độ vừa phải thì các lỗ
trống được tạo ra (các hạt thiểu số) 1 (Depletion region) P region n region
Với mỗi electron khuếch tán qua tiếp
xúc và kết hợp với lỗ trống, tạo ra một
điện tích dương trong miền n và một
điện tích âm trong miền p, hình thành
một điện thế hàng rào.
Sự hoạt động này tiếp diễn cho đến
khi điện áp của hàng rào đẩy sự
khuếch tán xa hơn nữa. Các mũi tên Barrier
màu xanh giữa các điện tích dương và potential
điện tích âm trong vùng nghèo hạt dẫn
biểu thị trường điện tích. 2 Tiếp xúc pn (tiếp)
Vùng nghèo hạt dẫn (Depletion region)
Khi tiếp xúc pn được hình hành, miền n mất các electron tự do vì
chúng khuếch tán qua tiếp xúc. Vấn đề này tạo ra lớp các điện
tích dương (Ions hóa trị 5) gần tiếp xúc.
Do các electron dịch chuyển qua tiếp xúc, miền p mất các lỗ
trống vì các electron kết hợp với các lỗ trống. Vấn đề này tạo ra
lớp các điện tích âm (Ions hóa trị 3) gần tiếp xúc.
Hai lớp các điện tích dương và các điện tích âm hình thành
vùng nghèo hạt dẫn. 3
 Khi tiếp xúc pn phân cực thuận P region n region U / Barrier potential: Barrier
Điện áp hàng rào/ Điện thế hàng rào  0.7V
Lỗ trống trong miền P bị đẩy tới tiếp xúc PN
vượt qua tiếp xúc vào miền n
Điện tử tự do trong miền N bị đẩy tới tiếp xúc PN UBarrier
và vượt qua tiếp xúc vào miền p + - Ungoài
 Do lực đẩy của Điện trường ngoài tác động tới lỗ trống trong miền P và điện tử tự do trong
miền N nên vùng nghèo hạt dẫn hay miền điện tích không gian bị thu hẹp lại.
 Nếu điện áp phân cực thuận trên dải giá trị đã được ghi rõ thì các e từ miền N trôi qua tiếp
xúc và dịch chuyển vào miền P; các lỗ trống từ miền P trôi qua tiếp xúc và dịch chuyển vào
miền N  xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện trôi (Drift current). 4
 Khi tiếp xúc pn phân cực ngược
Lỗ trống trong miền P bị hút về
phía cực âm của nguồn điện áp
Điện tử tự do trong miền N bị
hút về phía cực dương của nguồn điện áp - + Ungoài
 Kết quả là vùng nghèo hạt dẫn mở rộng ra
 Lúc này tiếp xúc PN làm việc như một phần tử cách ly (do điện trở của vùng tiếp xúc lúc này
rất lớn) và không cho bất kỳ dòng điện nào chạy qua nó. 5
 Nếu điện áp phân cực ngược có gt lớn hơn điện áp đánh thủng ngược thì điện tử và lỗ trống đánh thủng
thông qua tiếp xúc pn và xuyên qua tiếp xúc kết quả là tạo ra một dòng điện ngược.
(Đánh thủng này gọi là đánh thủng thác)
 Dòng điện được tạo ra trong quá này có giá trị rất lớn và cuối cùng thì tiếp xúc pn bị
hư hỏng do hiện tượng quá nhiệt gây ra bởi dòng điện này 6