ÉLectronique Notions de base: PN Jonctions - nuls

Les semi-conducteurs de type P (chargés positivement) et de type N (chargés négativement) ne sont que des conducteurs. Mais si vous les mettez ensemble sur un circuit électronique, vous créez une jonction pn et une chose intéressante et très utile se produit: Le courant peut circuler à travers la jonction pn , mais seulement dans une direction.

Si vous mettez une tension positive du côté p de la jonction et une tension négative du côté n, le courant circule dans la jonction. Mais si vous inversez la tension, en plaçant une tension négative du côté p et une tension positive du côté n, le courant ne circule pas.

Imaginez une porte de tourniquet telle que les portes que vous devez traverser pour entrer dans un stade de baseball ou une station de métro: Vous pouvez traverser la porte dans un sens mais pas dans l'autre. C'est essentiellement ce que fait une jonction p-n. Cela permet au courant de circuler dans un sens mais pas dans l'autre.

Pour comprendre pourquoi les jonctions p-n permettent au courant de circuler dans une seule direction, vous devez d'abord comprendre ce qui se passe juste à la limite entre le matériau de type p et le matériau de type n. Parce que les charges opposées s'attirent, les électrons supplémentaires sur le côté de type n de la jonction sont attirés vers les trous du côté de type p. Alors ils commencent à dériver de l'autre côté.

Lorsqu'un électron quitte le côté de type n pour remplir un trou du côté de type p, un trou est laissé du côté de type n où se trouvait l'électron. Ainsi, c'est comme si l'électron et le trou échangeaient. La limite d'une jonction p-n finit par être peuplée par des défecteurs: Des électrons et des trous ont franchi la limite et sont maintenant du mauvais côté de la jonction.

Cette région qui est occupée par des électrons et des trous qui ont traversé est appelée la zone de déplétion . Parce qu'un côté de la zone de déplétion a des électrons (charges négatives) et que l'autre côté a des trous (charges positives), une tension existe entre les deux bords de la zone d'appauvrissement.

Cette tension a un effet intéressant sur les défecteurs: elle leur fait signe de se retourner et de rentrer chez eux. En d'autres termes, les trous qui ont sauté du côté négatif de la jonction attirent les électrons qui ont sauté vers le côté positif.

Imaginez ce que c'est que d'être un électron qui a sauté par-dessus la frontière et dans le côté p-type de la jonction. Étant chargé négativement, vous êtes attiré par les trous positivement chargés que vous voyez devant vous.

Mais vous êtes également attiré par les trous chargés positivement qui se trouvent derrière vous - le même trou que vous avez échangé avec des lieux exerce maintenant une traction sur vous qui vous décourage d'aller plus loin.

Incapable de se décider, vous décidez de rester sur place. C'est exactement ce qui arrive aux électrons et aux trous qui ont traversé de l'autre côté. La zone de déplétion devient stable - un état appelé équilibre .

Considérons maintenant ce qui se passe quand l'équilibre est perturbé par une tension placée à travers la jonction p-n. L'effet dépend de la direction dans laquelle la tension est appliquée, comme suit:

• Si vous appliquez une tension positive du côté p et une tension négative du côté n, la zone d'appauvrissement est poussée des deux côtés vers le centre, le rendant plus petit. Les électrons dans le côté de type n de la jonction sont poussés par la tension vers la zone de déplétion et finissent par l'écraser complètement. Lorsque cela se produit, la jonction p-n devient un conducteur, et le courant circule.

• Lorsque la tension est appliquée dans le sens inverse, la zone d'appauvrissement est tirée des deux côtés de la jonction et se dilate ainsi. Plus la taille est grande, plus l'isolant p-n devient isolant. Ainsi, lorsque la tension est appliquée dans le sens inverse, le courant ne passe pas à travers la jonction.