10.7 : P-N Kavşağının Eğilimi

Bir p-n bağlantı diyotunun çalışması, ileri öngerilim, ters öngerilim ve denge dahil olmak üzere çeşitli öngerilim koşullarını içerir.

Dengede, p-n bağlantısına hiçbir harici voltaj uygulanmaz. Tükenme bölgesi, yüklü dopantları, p tarafında alıcıları ve n tarafında donörleri geride bırakan taşıyıcıların difüzyonu nedeniyle bağlantı arayüzünde oluşur. Bu hareketsiz yükler, taşıyıcıların daha fazla yayılmasını önleyen bir elektrik alanı yaratır. İlgili enerji bandı diyagramı her iki taraftaki Fermi seviyelerinin hizalandığını ve dengeyi gösterdiğini göstermektedir. Kavşak boyunca yerleşik potansiyel, taşıyıcıların kavşak boyunca net akışını engeller.

Diyot ileri yönlü olduğunda, uygulanan voltaj sınır potansiyelini azaltır ve tükenme bölgesinin genişliğini daraltır. Sonuç olarak, taşıyıcılar bağlantı noktasını kolayca geçebilir ve ilgili bant diyagramı, sınır potansiyelinin azaldığını gösteren enerji bantlarının yukarı doğru büküldüğünü gösterir. İleri öngerilim altında diyot boyunca akım, uygulanan voltajla üstel olarak artar.

Ters polarmada, harici voltaj ters yönde uygulanır, tükenme bölgesini genişletir, bariyer potansiyelini arttırır, taşıyıcıların bağlantı noktasını geçmesini zorlaştırır ve akım akışını çok küçük bir ters doyma akımına düşürür. Ters öngerilim için enerji bandı diyagramı, bantların aşağıya doğru büküldüğünü gösterir, bu da artan bariyer potansiyeline işaret eder. Ters eğilimdeki akım küçük bir sabit değerdir. Doyma akımına yakındır ancak zıt işaretlidir ve tükenme bölgesi içindeki termal üretimden dolayı taşıyıcıların küçük akışını yansıtır.