איך פועלת דיודה

[yoni013]

קראתי באתר את המאמר הבא המסביר איך פועל מעבד, אבל לא הבנתי כל-כך איך פועלת הדיודה, מה היא עושה ואיך הסליקון מוליך חשמל.

מישהו יכול להסביר לי?

המאמר:

http://hwzone.co.il/articles/CPU1/

[KKK]

להלן הסבר קצר שכתבתי פעם למישהו...מעריך שגם ההסבר הזה לא ברור דיו,אין לי זמן כרגע לשפץ ולהרחיב.

דיודת הצומת PN עשויה מחומרים מוליכים למחצה כמו סיליקון וגרמניום.

חומר מוליך למחצה הוא חומר שהתנגדותו הסגולית גבוהה משל מוליכים אך נמוכה משל מבודדים,בנוסף יש השפעה חזקה של הטמפרטורה על המוליכות.

לחומר מוליך למחצה יש ארבעה אלקטרונים בקליפה החיצונית של האטום,האלקטרונים הללו נקראים אלקטרוני ערכיות. כל אחד מהאלקטרונים מתקשר בקשר קוולנטי עם אלקטרון מאטום שכן. אם נזניח את השפעת הטמפרטורה,אז לא יהיו אלקטרונים חופשיים שיכולים לנוע בחומר לכן התנגדות החומר תהיה גבוהה מאוד (כאשר הטמפרטורה עולה,חלק מהקשרים נקרעים לכן יהיו אלקטרונים חופשיים והמוליכות תגדל).

בחומר מסוג N מזהמים את החומר מוליך למחצה בחומר בעל 5 אלקטרונים בקליפתו החיצונית, לכן ארבעה אלקטרונים של החומר ישתתפו בקשר עם ארבעה אלקטרונים של החומר מוליך למחצה,וישאר אלקטרון אחד חופשי. בגלל האלקטרונים החופשיים שנמצאים בחומר אודות לחומר המזהם, המוליכות החשמלית של החומר תגדל מכיוון שבהשפעת שדה חשמלי אותם אלקטרונים חופשיים יגרמו לזרימת זרם. לחומר המזהם קוראים "תורם".

בחומר מסוג P מזהמים את החומר מוליך למחצה בחומר בעל 3 אלקטרונים בקליפה החיצונית של האטום, לכן שלושה אלקטרונים של החומר מוליך למחצה ישתתפו בקשר עם שלושת האלקטרונים באטום של החומר המזהם, אך אלקטרון אחד לא ישתתף בקשר בגלל החוסר באלקטרון.חוסר של אלקטרון נקרא "חור" והוא בעל מטען חשמלי חיובי. בגלל אותו חור,אלקטרון ערכיות יוכל לתפוס את המקום ולהותיר אחריו חור אחר. בסופו של דבר נקבל תנועה של אלקטרונים (או "תנועה של חורים") שתגרום להגדלת המוליכות החשמלית. לחומר המזהם קוראים "מקבל".

כאשר משלבים בין חומר מסוג N לחומר מסוג P מקבלים צומת PN-דיודה.

אני לא אסביר על תהליכי הדיפוזיה וכל הנושא הזה..אם בא לך תוכל לחפש מידע בגוגל. אסביר את התנהגות הצומת בממתח אחורי וקדמי בלבד שזה יותר מעניין כרגע לדיודה.

כאשר מחברים מתח חיובי בין האנודה לקטודה (בין החומר מסוג P לחומר מסוג N) אז החורים שבחומר מסוג P יזרמו לחומר מסוג N בגלל השדה החשמלי שנוצר ממקור המתח,ואילו האלקטרונים בחומר מסוג N יזרמו לכיוון החומר מסוג P כך שנקבל זרימת זרם בצומת והדיודה תוליך.

כאשר הדיודה בממתח אחורי,כלומר בין האנודה לקטודה מחובר מקור מתח שלילי אז האלקטרונים שבחומר מסוג N ידחו לכיוון נגדי מהצומת (הם יימשכו למקור המתח בהדק החיובי) ואילו החורים שבחומר מסוג P יימשכו להדק השלילי כך שלא תהיה זרימה בצומת.