DSCF0767 (2)

14S

4.2 Półprzewoui ■

Polaryzacja złącza PN w kierunku zaporowym wywołuje znaczny wzrost rezystancji złącza.

Jeśli złącze PN zostanie spolaryzowane w kierunku przewodzenia (rys. 2 na poprzedniej stronie), to pod wpływem wytworzonego pola elektrycznego następuje jednoczesny przepływ swobodnych elektronów z półprzewodnika typu N i dziur z półprzewodnika typu P w kierunku warstwy zaporowej. W wyniku tego procesu szerokość warstwy zaporowej się zmniejsza, a sama warstwa zaczyna się napełniać nośnikami la dunku. Rezystancja złącza PN zaczyna spadać. Pod wpływem przyłożonego napięcia U_F w kierunku prze wodzenia płynie zatem prąd l_F, zwany prądem przewodzenia¹.

Polaryzacja złącza PN w kierunku przewodzenia wywołuje spadek rezystancji złącza.

4.2.2 Diody półprzewodnikowe

Dioda jest elementem półprzewodnikowym zawierającym złącze PN. Dioda wyposażona jest w dwie elektro dy: anodę i katodę. Anoda diody jest elektrodą połączoną bezpośrednio z warstwą P półprzewodnika, zaś katoda jest elektrodą połączoną z warstwą N. Kierunek strzałki na oznaczeniu schematowym diody wskazuje kierunek przepływu prądu w stanie przewodzenia diody.

Charakterystyka prądowo-napięciowa

Elektryczne właściwości statyczne diody opisuje jej charakterystyka prądowo-napięciowa, tzn. zależność prądu płynącego przez diodę w funkcji napięcia przyłożonego pomiędzy jej elektrody (rys. 1). Charaktery styka ta wykazuje silną asymetrię zależną od kierunku polaryzacji diody. Cechą charakterystyczną jest to, że jeśli złącze PN diody zostanie spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to do pewnej wartości tego napięcia (zwanego napięciem progowym) dioda wykazuje słabe właściwości przewodzące. Zjawisko to wynika z faktu, że dla umożliwienia przepływu prądu konieczne jest pokonanie samoistnego napięcia zaporowego złącza. Wartość tego napięcia dla diod wykonanych z krzemu wynosi około 0,7 V. Po przekroczeniu napięcia progowego prąd diody szybko narasta. Wzrost ten jest na tyle szybki, że dla wygody projektanta w danych katalogowych charakterystyki diod w kierunku przewodzenia podawane są najczęściej w postaci charaktery styk pótlogarytmicznych (rys. 1 na następnej stronie).

Rys. 1. Charakterystyka prądowo-napięciowa diody

Zbyt wielki prąd przewodzenia może prowadzić do uszkodzenia diody. Uszkodzenie diody spolaryzowanej w kierunku przewodzenia może nastąpić w wyniku przegrzania jej struktury. Może to nastąpić wówczas, gdy moc wydzielana w złączu PN diody przy przepływie prądu jest znaczna, a możliwość rozpraszania mocy cieplnej wydzielanej w diodzie ograniczona. W wyniku nierównowagi procesów generacji i rozpraszania mocy w diodzie rośnie jej temperatura, która w szczególnych przypadkach może przekroczyć dopuszczalne wartości graniczne. Dla uniknięcia tego efektu stosowane są metody ograniczania wartości prądu przewodzenia diody.

Typowym sposobem ograniczenia prądu przewodzenia diody jest zastosowanie rezystora szeregowo połączonego z diodą.

W przypadku polaryzacji wstecznej przez diodę płynie jedynie niewielki prąd wsteczny /«, zwany również prądem zaporowym. Przepływ prądu wstecz-