Yarı iletkenlerin akım-gerilim özellikleri
Akım-Gerilim Karakteristiği (VAC) - dirençten akan akımın, bu direnç üzerindeki gerilime grafiksel olarak ifade edilen bağımlılığı. I — V karakteristikleri doğrusal ve doğrusal olmayan olabilir ve bu dirence bağlı olarak bu dirençleri içeren devreler doğrusal ve doğrusal olmayan olarak ayrılır.
Bu nedenle, volt-amper karakteristiği, elektrik voltajının elektrik devresindeki veya tek tek elemanlarındaki (reosta, kapasitör vb.) Akımın gücüne bağımlılığıdır. Bir elektrik devresinin lineer elemanlarının voltaj-akım karakteristiği düz bir çizgidir.
Yarı iletkene uygulanan voltajın artmasıyla içindeki akımın değeri voltajdan çok daha hızlı artar (Şekil 1), yani. akım ve gerilim arasında doğrusal olmayan bir ilişki vardır. U voltajı ters (-U) olarak değiştiğinde, yarı iletkendeki akım değişimi aynı karakterde ancak ters yönde ise, böyle bir yarı iletken simetrik bir akım-gerilim karakteristiğine sahiptir.
V yarı iletken doğrultucular farklı türlerde elektriksel iletkenliğe (n-tipi ve p-tipi) asimetrik volt-amper karakteristiğine sahip yarı iletkenlerin seçimi (Şekil 2).
Sonuç olarak, alternatif voltajın bir yarım dalgası ile yarı iletken doğrultucu akımı geçecektir. AC voltajının ilk yarım dalgası arttıkça hızla artan bir ileri akım Ipr'dir.
İkinci yarım voltaj dalgasına maruz kaldığında, iki yarı iletken sistem (düz bir doğrultucuda) akımı ters yönde geçirmez Iobr. Yarı iletkenlerdeki azınlık taşıyıcıların (p tipi yarı iletkendeki elektronlar ve n tipi yarı iletkendeki delikler) varlığı nedeniyle çok az miktarda Irev akımı pn bağlantı noktasından akar. Bunun nedeni, p-tipi yarı iletken ile n-tipi yarı iletken arasında meydana gelen birleşme katmanının (pn jonksiyonu) yüksek direncidir.
Alternatif voltajın ikinci yarım dalgası daha da yükseltildikçe ters akım Iobr yavaş yavaş artmaya başlayacak ve bariyer tabakasının (pn jonksiyonu) bozulduğu değerlere ulaşabilir.
Pirinç. 1. Bir yarı iletkenin akım-gerilim karakteristiği
Pirinç. 2. Bir yarı iletken doğrultucunun (düz diyot) asimetrik volt-amper karakteristiği
Doğru akımın ters akıma oranı ne kadar yüksekse (aynı voltaj değerlerinde ölçülür), doğrultucunun özellikleri o kadar iyidir. Bu, aynı voltaj değerinde ileri akım I'pr'nin ters I'obr'a oranı olan düzeltme katsayısının değerinden hesaplanır:
