ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಎಂದರೇನು?#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಅದು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ತುಂಡು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ರಂಧ್ರಗಳು (ಹೋಲ್ಸ್) ಇರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ.

ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ (ಡಿಪ್ಲೀಷನ್) ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯದಂತೆ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಯೋಡ್ ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ಡ್ ಆಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.

ಆದರೆ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಯೋಡ್ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ಡ್ ಆಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಹರಿಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಹರಿಯಬಹುದು. ಇದು ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ರಚನೆ#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ತುಂಡು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ರಂಧ್ರಗಳು ಇರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಹೊಂದುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ಡಯೋಡ್ ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಕಡೆಗೆ ಮಾತ್ರ, ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ವಹಿಸಬಲ್ಲದು.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಹಂತಗಳು:#

1. ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ವಸ್ತುಗಳು:

• ಒಂದು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕ ವೇಫರ್
• ಒಂದು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕ ವೇಫರ್

2. ಎಪಿಟ್ಯಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ:

• ಎಪಿಟ್ಯಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವೇಫರ್ ಮೇಲೆ ಎನ್-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ಜಮಾವಣೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

3. ವ್ಯಾಪನ:

• ಎನ್-ಟೈಪ್ ಪದರವನ್ನು ನಂತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಡೋಪೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ.
• ಇದು ಡೋಪೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಾಂದ್ರತಾ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಆಳದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಇರುತ್ತದೆ.

4. ಜಂಕ್ಷನ್ ರಚನೆ:

• ವ್ಯಾಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪಿ-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಧಿಸುವ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
• ಈ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ಬದಿಯ ಬಹುಸಂಖ್ಯೆಯ ವಾಹಕಗಳು ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ದಾಟಿ ವ್ಯಾಪಿಸಿ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಹೊಂದುತ್ತವೆ, ಇದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

5. ಲೋಹದ ಸಂಪರ್ಕಗಳು:

• ಪಿ-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಬದಿಗಳ ಮೇಲೆ ಲೋಹದ ಪದರಗಳನ್ನು ಜಮಾವಣೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಓಮಿಕ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಈ ಲೋಹದ ಸಂಪರ್ಕಗಳು ಡಯೋಡ್ಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

6. ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್:

• ನಂತರ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಅಥವಾ ಸೆರಾಮಿಕ್ ನಂತಹ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಪರಿಸರದಿಂದ ಅದನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ನ ಬಯಸಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಅದು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಡಯೋಡ್ನ ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ವಸ್ತುಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ. ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ರಂಧ್ರಗಳು ಇರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ತಂದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವು ಡಯೋಡ್ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೇ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸದಿದ್ದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಬಹಳ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಏಕೆಂದರೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಜಂಕ್ಷನ್ನಿಂದ ದೂರ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ನ ಬಯಸಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಎಂದರೆ ಡಯೋಡ್ಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನಗಳು. ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಬಯಸಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿವೆ:

• ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್: ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ನಲ್ಲಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಕಿರಿದಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವು ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.
• ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್: ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ನಲ್ಲಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವು ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ.
• ಶೂನ್ಯ ಬಯಸ್: ಶೂನ್ಯ ಬಯಸ್ನಲ್ಲಿ, ಡಯೋಡ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಬಹಳ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ನ ಬಯಸಿಂಗ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಅದರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ನಲ್ಲಿ, ಡಯೋಡ್ ವಾಹಕದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ನಲ್ಲಿ, ಅದು ಅವಾಹಕದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಬಹುಮುಖ ಸಾಧನವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಸೂತ್ರ#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂಬುದು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ತುಂಡು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಅಧಿಕ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳ ಅಧಿಕ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುಗಳ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಿಂದಲೂ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನೇಕ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳ ಮೂಲಭೂತ ಕಟ್ಟಡ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಡಯೋಡ್ಗಳು, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳು. ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುಗಳ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂತ್ರವು:

$$W = \sqrt{\frac{2\varepsilon(V_{bi}+V_a)}{qN_aN_d}}$$

ಇಲ್ಲಿ:

• W ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲ
• ε ಎಂಬುದು ಫ್ಯಾರಡ್ಗಳು ಪ್ರತಿ ಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನ ಪರ್ಮಿಟಿವಿಟಿ
• V_bi ಎಂಬುದು ವೋಲ್ಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ವಿಭವ
• V_a ಎಂಬುದು ವೋಲ್ಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್
• q ಎಂಬುದು ಕೂಲಂಬ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಆವೇಶ
• N_a ಎಂಬುದು ಪರಮಾಣುಗಳು ಪ್ರತಿ ಘನ ಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ
• N_d ಎಂಬುದು ಪರಮಾಣುಗಳು ಪ್ರತಿ ಘನ ಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ

ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹದ ಹರಿವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನ ವಿ-ಐ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂಬುದು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ತುಂಡು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ರಂಧ್ರಗಳು ಇರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನ ವಿ-ಐ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಂಕ್ಷನ್ಗೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಕಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಕಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಮರುಸಂಯೋಜನೆ ಹೊಂದುತ್ತವೆ, ಇದು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಬಯಸ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಪ್ರವಾಹವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಪ್ರವಾಹವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗೆ ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಅನ್ನು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ನಿಂದ ದೂರ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ನಿಂದ ದೂರ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ರಿವರ್ಸ್ ಬಯಸ್ ಪ್ರವಾಹವು ಬಹಳ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಜಂಕ್ಷನ್ನ ಸೋರುವಿಕೆ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೋರುವಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ರಂಧ್ರ ಜೋಡಿಗಳ ಉಷ್ಣೀಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಮತ್ತು ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ#

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್

ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಅದು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ತುಂಡು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಅಧಿಕ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರಗಳ ಅಧಿಕ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಜಂಕ್ಷನ್ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ನಿರ್ಗತ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸ್ಪೇಸ್ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ಡಯೋಡ್ಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಧನಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಕಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಕಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿತವಾಗುತ್ತವೆ. ಇದು ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲದ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಿಂದ ದೂರ ತಳ್ಳಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ.

ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್

ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು ಬಹಳ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ರಿವರ್ಸ್ ಬ್ರೇಕ್ಡೌನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, ಡಯೋಡ್ ಹಠಾತ್ತಾಗಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ವಹಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್ನ ರಿವರ್ಸ್ ಬ್ರೇಕ್ಡೌನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುಗಳ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಟ್ಟಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಣ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕ್ಲ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಲೋಡ್ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಜೀನರ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕ್ಲ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಲೋಡ್ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಮೀರದಂತೆ ತಡೆಯ