پتانسیل سد

هر دو قطبي داراي يك ميدان الكتريكي است . بردارها جهت نيروي وارد به بار مثبت را نشان ميدهند. بنابراين ، وقتي الكتروني وارد لايه تهي ميشود، ميدان الكتريكي سعي ميكند الكترون را به درون ناحيه n به عقب براند. با عبور هر الكترون، شدت ميدان افزايش مييابد تا آنكه سرانجام گذرالكترون ازپيوندگاه متو قف ميشود.
در تقريب دوم ، بايد حاملهاي اقليتي رانيز منظور كنيم . به خاطر داشته باشيم كه طرف p داراي تعداد الكترون نوار رسانش است كه از گرما ناشي ميشوند. آنها كه در داخل لايه تهي واقع اند توسط ميدان به ناحيه n برده ميشوند. اين عمل شدت ميدان را اندكي كاهش ميدهد و تعداد كميحاملهاي اكثريتي از طرف راست به چپ اجازه عبورمييابند تا ميدان به شدت قبلي خود بگردد. به محلي كه در آن الكترون ها و حفره ها وجود ندارند را ناحيه تخليه يا سر كنندگي مينامند.
حال تصوير نهايي تعادل را در پيوندگاه ارائه ميدهيم:
1. تعداد كميحاملهاي اقليتي از يك طرف پيوندگاه به طرف ديگر سوق مييابند. عبور آنها ميدان را كاهش ميدهد مگر اينكه،
2. تعداد كميحاملهاي اكثريتي از پيوندگاه با عمل پخش گذر كنند و شدت ميدان را به مقدار اوليه برگردنند
ميدان موجود بين يونها معرف اختلاف پتانسيلي است كه به آن پتانسيل سد ميگوييم . پتانسيل سد كنندگي براي نيمه هادي سيليسيم بين 6/0 تا 7/0 ولت و براي نيمه هادي ژرمانيم بين 2/0 تا 3/0 ولت مينامند.
مقدار ولتاژي كه لازم است تا سد كنندگي مورد نظر در پيوند PN خنثي شود را ولتاژ سد كنندگي مينامند و آن را با Vy نشان ميدهند.
هنگام هدايت ديود ، افت ولتاژ دو سر آن در حالت ايده آل صفر و در حالت واقعي ، برابر مقدار ولتاژ سد كنندگي ميباشد.
قطب منفي منبع به بلور n، و قطب مثبت آن به بلور p متصل است. اين نوع اتصال را باياس مستقيم ميناميم.
هرگاه پتانسيل منفي به آند(A) و پتانسيل مثبت به كاتد (K) وصل شود، ديود هدايت نميكند و اين حالت را باياس مخالف ديود مينامند.
منبع dc را وارونه ميبنديم تا باياسي معكوس براي ديود برقرار شود.
ميداني كه از خارج اعمال ميشود با ميدان لايه تهي هم جهت است. به اين دليل ، حفره ها و الكترونها به سوي دو انتهاي بلوار عقب نشيني ميكنند (از پيوندگاه دور ميشوند) . الكترونهاي دور شونده پشت سر خود يونهاي مثبت بر جاي ميگذارند ، و حفره هايي كه ميروند يونهاي منفي باقي ميگذارند . بنابراين لايه تهي پهنتر ميشود .هر چه باياس معكوس بزرگتر باشد لايه تهي پهنتر است.
وقتي حفره ها و الكترونها از پيوندگاه دور ميشوند، يونهاي نوزاد اختلاف پتانسيل بين دو طرف لايه تهي را افزايش ميدهند.
هر چه لايه تهي پهنتر ميشود ، اين اختلاف پتانسيل بزرگتر است. افزايش پهناي لايه تهي وقتي متوقف ميشود كه اختلاف پتانسيل آن با ولتاژ معكوس اعمال شده مساوي باشد.
هنگام قطع ديود ، مقاومت دو سر آن زياد ميباشد و مانند يك مدار باز عمل ميكند.