Dòng điện nối P-N phân cực Dòng điện nối P-N phân cực Bởi: Trương Văn Tám Ta phân cực nối P-N theo hai cách: - Tác dụng hiệu điện hai cực nối cho điện vùng P lớn vùng N trị số V Trường hợp ta nói nối P-N phân cực thuận (Forward Bias) - Nếu điện vùng N lớn điện vùng P, ta nói nối P-N phân cưc nghịch (Reverse Bias) Nối P-N phân cực thuận: 1/8 Dòng điện nối P-N phân cực Khi chưa phân cực, ngang mối nối ta có rào điện V0 Khi phân cực thuận hiệu điện V rào điện giảm lượng V trở thành VB = V0-V, nối P-N thăng Lỗ trống khuếch tán từ vùng P sang vùng N tạo dòng điện Ip Điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P tạo dòng điện In Dòng điện I qua nối P-N : I = Ip + In Dòng điện I không phụ thuộc vào thời gian vị trí tiết diện A ta có trạng thái thường xuyên dòng điện In Ip phụ thuộc vào vị trí tiết diện Trong vùng P xa vùng hiếm, lỗ trống trôi tác dụng điện trường tạo nên dòng Jpp Khi lỗ trống đến gần vùng hiếm, số bị tái hợp với điện tử từ vùng N khuếch tán sang Vì vùng mỏng điện tử nên vùng lỗ trống khuếch tán thẳng ngang qua mà không bị tiếp tục khuếch tán sang vùng N bị lần có tái hợp với điện tử vùng Tương tự, khuếch tán điện tử từ vùng N sang vùng P tuân theo qui chế Ta để ý đồ thị nhận trục đối xứng tổng số dòng điện lỗ trống dòng điện tử phải số Ta có: Jpp (x1) = Jpn(x2) Jnp (x1) = Jnn(x2) Dòng điện J tiết diện số Vậy x1 x2 ta có: J = Jpp(x1) + Jnp (x1) = Jpn(x2) + Jnn(x2) Dòng điện Jpn dòng khuếch tán lỗ trống, nên có trị số tiết diện x là: Jpn(x) = − e.Dp dPn(x) dx Trong đó, Pn(x) mật độ lỗ trống vùng N điểm x Ta tính Pn(x) Ta dùng phương trình liên tục: Vì dòng điện Jpn không phụ thuộc vào thời gian nên phương trình trở thành: 2/8 Dòng điện nối P-N phân cực Trong Và có nghiệm số là: Suy ra, Ta chấp nhận có dòng điện qua mối nối, ta có biểu thức: dv = − VT dpp trường hợp nối cân 3/8 Dòng điện nối P-N phân cực 4/8 Dòng điện nối P-N phân cực T nhiệt độ tuyệt đối Ở nhiệt độ bình thường, T=2730K, VT=0,026 volt Khi mối nối chuyển vận bình thường, V thay đổi từ 0,3 V đến 0,7 V tùy theo mối Ge hay Si, Vậy, 5/8 Dòng điện nối P-N phân cực Ghi chú: Công thức trường hợp dòng điện qua mối nối lớn (vùng đặc tuyến V-I thẳng, xem phần sau); với dòng điện I tương đối nhỏ (vài mA trở xuống), người ta chứng minh dòng điện qua mối nối là: Với ? = mối nối Ge ? = mối nối Si Nối P-N phân cực nghịch: Khi nối P-N phân cực nghịch, rào điện tăng lượng V Lỗ trống điện tử khuếch tán ngang qua mối nối Tuy nhiên, tác dụng nhiệt, số điện tử lỗ trống sinh vùng tạo dòng điện có chiều từ vùng N sang vùng P Vì điện tử lỗ trống sinh nên dòng điện ngược nhỏ, thường chừng vài chục μA hay nhỏ Để ý dòng điện ngược hàm số nhiệt độ Người ta chứng minh trường hợp nối P-N phân cực nghịch với hiệu điện V ... I0 dòng điện bảo hòa ngược Dòng điện nối P-N diễn tả đồ thị sau đây, gọi đặc tuyến V-I nối P-N 7/8 Dòng điện nối P-N phân cực Khi hiệu phân cực thuận nhỏ, dòng điện I tăng chậm Khi hiệu phân cực. .. phân cực Trong Và có nghiệm số là: Suy ra, Ta chấp nhận có dòng điện qua mối nối, ta có biểu thức: dv = − VT dpp trường hợp nối cân 3/8 Dòng điện nối P-N phân cực 4/8 Dòng điện nối P-N phân cực. . .Dòng điện nối P-N phân cực Khi chưa phân cực, ngang mối nối ta có rào điện V0 Khi phân cực thuận hiệu điện V rào điện giảm lượng V trở thành VB = V0-V, nối P-N thăng Lỗ trống