Basics eletrônicos: junções P-N
Por si só, P-tipo (carga positiva) e N-tipo (carga negativa) semicondutores são apenas condutores. Mas se você colocá-los juntos em um circuito eletrônico, você cria um junção p-n e uma coisa interessante e muito útil acontece: a corrente pode fluir através da junção p-n, mas apenas em uma direção.
Se colocar uma tensão positiva no lado P da junção e a tensão negativa no lado n, a corrente flui através da junção. Mas se você inverter a tensão, colocando tensão negativa no lado da p e tensão positiva no lado do n, corrente não flui.
Imagine um portão catraca tais como as portas que você deve passar para entrar em um estádio de beisebol ou uma estação de metrô: Você pode caminhar até o portão em uma direção, mas não o outro. Isso é essencialmente o que uma junção p-n faz. Ele permite que a corrente flua uma maneira, mas não o outro.
Para entender por que p-n junções permitir que a corrente flua em uma única direção, você deve primeiro entender o que acontece à direita na fronteira entre o material do tipo p eo material do tipo n. Porque cargas opostas se atraem, os elétrons extras no lado do n-tipo de junção são atraídos para os buracos no lado do tipo p. Então eles começam a deriva para o outro lado.
Quando um elétron deixa o lado do n-tipo para preencher um buraco no lado tipo-p, um buraco é deixado no lado do n-tipo em que o elétron foi. Assim, é como se o elétron eo buraco lugares comerciais. O limite de uma junção p-n acaba sendo povoada por desertores: elétrons e buracos cruzaram a fronteira e agora estão do lado errado da junção.
Esta região, que está ocupada por electrões e lacunas que atravessaram é chamado o zona de depleção. Uma vez que um dos lados da zona de depleção tem electrões (cargas negativas) e o outro lado tem orifícios (cargas positivas), existe uma tensão entre os dois bordos da zona de depleção.
Esta tensão tem um efeito interessante sobre os desertores: Ele acena-los a virar-se e voltar para casa. Em outras palavras, os orifícios que tenham saltado para o lado negativo da junção atrair os electrões que saltou para o lado positivo.
Imagine o que é ser um elétron que saltou sobre o limite e para o lado tipo-p da junção. Sendo carregada negativamente, você é atraído para mover mais para o lado da p pelos buracos carregados positivamente que você vê à sua frente.
Mas você também está atraído pelos buracos carregados positivamente, que agora se encontram atrás de você - o mesmo buraco que você trocou de lugar com o agora exerce uma força em você que desencoraja-lo de ir mais longe.
Incapaz de fazer a sua mente, você decide apenas ficar. Isso é exatamente o que acontece com os elétrons e buracos que fizeram a passagem para o outro lado. A zona de depleção se torna estável - um estado que é chamado equilíbrio.
Agora, considere o que acontece quando o equilíbrio é perturbado por uma tensão colocado através da junção P-N. O efeito depende da direcção que a tensão é aplicada, como se segue:
Se você aplicar tensão positiva para o lado tipo-P e tensão negativa para o lado do n-tipo, a zona de depleção é empurrado de ambos os lados em direção ao centro, tornando-se menor. Em electrões para o lado N-tipo de junção são empurrados pela tensão para a zona de depleção e, eventualmente, reduzi-la completamente. Quando isso acontece, a junção P-N se torna condutor, e a corrente flui.
Quando a tensão é aplicada na direcção inversa, a zona de depleção é puxado a partir de ambos os lados da junção, e por isso expande-se. Quanto maior ele fica, mais de um isolador junção p-n torna-se. Assim, quando a tensão é aplicada na direcção inversa, a corrente não flui através da junção.