СЕМИНАРСКИ РАД
Основи полицијске информатике
ДИОДЕ, ЈФЕТ
Професор: Студент:
Проф. Славиша Ђукановић Дејан Буцкић 2Ј1/0162/13
2
САДРЖАЈ:
ДИОДЕ -------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.1 П-Н и Н-П СПОЈЕВИ-------------------------------------------------------------- 3
1.2 ДИРЕКТНА ПОЛАРИЗАЦИЈА-------------------------------------------------- 6
1.3 ИНВЕРЗНА ПОЛАРИЗАЦИЈА И ПРОБОЈ----------------------------------- 10
1.3.1 ПРОБОЈ-------------------------------------------------------- 11
ЈФЕТ------------------------------------------------------------------------------------------------ 13
2.1 СТРУКТУРА И ПРНЦИП РАДА------------------------------------------------ 14
2.1.1 ЕЛЕКТРИЧНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ-------------------- 16
2.2.1 СТРУЈНО-НАПОНСКЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ ЈФЕТ
ТРАНЗИСТОРА БЕЗ ПОЛАРИЗАЦИЈЕ ГЕЈТА------- 16
2.2.2 ЈФЕТ СА ПОЛАРИЗАЦИЈОМ ГЕЈТА------------------- 19
2.2.3 ДИСИПАЦИЈА СНАГЕ------------------------------------- 22
ЗАКЉУЧАК---------------------------------------------------------------------------------------- 23
ЛИТЕРАТУРА------------------------------------------------------------------------------------- 24
4
Слика 1.1:
Планарна епитаксијална диода
Како је супстрат мале отпорности, то је отпорност тог дела занемарљиво мала, те је и
редна отпорност диоде мала. Мала отпорност основе има предност и због тога што је са
њом могуће лако остварити добар неусмерачки спој.
2
P-N спој се састоји од интимног споја полупроводника
п-
типа и полупроводника
н-
типа. Место на коме се прелази са једног на други тип полупроводника назива се
металуршки спој
. Унутар оваквог система, због тежње за успостављање равнотежног
стања, долази до дифузије слободних носилаца наелектрисања на обе стране споја,
односно до њиховог кретања са места више ка месту ниже концентрације. Шупљине као
већински носиоци наелектрисања у п-области, крећу се ка н-области и за собом остављају
негатине акцепторске јоне. Када пређу у н-област постану мањински носиоци
наелектрисања. Електрони, као већински носиоци наелетрисања у н-области, крећу се ка п-
области и за собом остављају позитивне донопске јоне. Када пређу у п-област постану
мањински носиоци наелектрисања и рекомбинују се са шупљинама. На тај начин се у
околини п-н споја ствара осиромашена област ширине
W
d
, тј. област у којој нема
слободних носилаца наелектрисања. Због услова електронеутралности осиромашене
области, број слободних електрона који напуштају донорске јоне једнак је броју шупљина
које напуштају акцепторске јоне.
2
Самим тим се такође смањује редна отпорност диоде.
5
С обзиром да је концентрација шупљина у п-области већа од концентрације
електрона у н-области, ширина осиромашене области
x
p
на п-страни ће бити мања од
ширине осиромашене области
x
n
на н-страни споја. Осиромашена област се још назива и
област просторног наелектрисања јер у њој остају наелектрисани јони. Наелектрисани јони
доводе до стварања електричног поља
Е
које се супроставља даљем дифузионом кретању
слободних носилаца наелектрисања. Ово електрично поље се назива
уграђено поље
.
У електричном смислу, дифузионо кретање слободних носилаца наекелтрисања
представља
дифузиону струју
I
Diff
.
Истовремено, унутар н-области долази до термалне
генерације шупљина као мањинских носилаца наелектрисања. Део ових шупљина, који се
налазе уз границу осиромасене области, под дејством уграђеног електричног поља
прелази у п-област. Слично, део термално генерисаних електрона из п-области прелази у
н-област. На тај начин се ствара дрифтовска струја
I
Drift .
Систем улази у термичку
равнотежу када важи услов да је
I
Diff
=
I
Drift
чиме је описана чињеница да, с обзиром да п-н
спој са слике 1.2 представља отворено електрично коло, не може бити никаквог протока
струје.
Слика 1.2:
Формирање уграђеног електричног поља на п-н споју
7
Спољашњи напон генерише електрично поље које је супротног смера од уграђеног
елегричног поља диоде. Под дејством тог поља шупљине из п-области крећу се ка п-н
споју и при том наилазе на део осиромашене области која се састоји од део негативних
акцепторских јона (сл. 1.2) и које неутрализују. С друге стране, електрони из п-области се
такође крећу ка п-н споју и при том наилазе на део осиромашене области који се састоји из
позитивних донорских јона које такође неутрализују. На тај начин се укупна количина
осиромашене области сужава, па се самим тим смањује и уграђено електрично поље.
Смањење уграђеног електричног поља омогућава да више шупљина из п-области пређе у
н-област а да више електрона из н-области пређе у п-област. Овај поступак се назива
инјекција
мањинских носилаца. На границама сада сужене осиромашене области појављују
се концентрације електрона
n
p
(-
x
p
)
и шупљина
p
n
(
x
n
) које су знатно веће од равнотежних
вредности (сл. 1.5)
Слика 1.5:
Натконцентрације мањинских носилаца на п-н споју при директној
поларизацији
Појава натконцентрација мањинских носилаца узрокује појаву дифизионе струје
која је знатно већа него што је то било у стању техничке равнотеже. Баланс се одржава уз
помоћ спољашњег напона
V
F
који даје струју
I
D
:
I
D
=
¿
I
Diff
−
I
Drift .
¿
