Mechatronics
TT-12
สารกึ่งตัวนำประเภท เอ็น (N-Type)
เป็นสารกึ่งตัวนำที่เกิดจากการจับตัวของอะตอมซิลิกอน หรือ เยอรมันเนียมกับอะตอมของสารหมู่ 5 ทำให้มีอิเล็กตรอนเกินขึ้นมา 1 ตัว เรียกว่าอิเล็กตรอนอิสระซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในก้อนผลึกนั้นจึงยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้เช่นเดียวกับตัวนำทั่วไป
สารกึ่งตัวนำประเภท พี (P-Type)
เป็นสารกึ่งตัวนำที่เกิดจากการจับตัวของอะตอมซิลิกอน หรือ เยอรมันเนียม กับอะตอมของสารหมู่ 3 ทำให้เกิดที่ว่างซึ่งเรียกว่า โฮล (Hole) ขึ้นในแขนร่วมของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนข้างโฮลจะเคลื่อนที่ไปอยู่ในโฮลทำให้ดูคล้ายกับโฮลเคลื่อนที่ได้จึงทำให้กระแสไหลได้
ไดโอดเกิดจากรอยต่อ p-n โดยการดึงขาที่ p-type เป็นขาแอโนด (Anode; A)และ n-type เป็นขาแคโทด (Cathode; K) สัญลักษณ์จะใช้ลูกศรแทนขาแอโนด โดยทิศทางของลูกศรเป็นทิศทางการไหลของกระแสสมมุติ (ตรงข้ามกลับทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน) และใช้ขีดแทนขาแคโทด
ไบอัสตรง (Forward bias)
ไบอัสตรง (Forward bias) เมื่อเราจ่ายแรงดันในลักษณะต่อขั้วบวกของแบตเตอรี่เข้ากับสารกึ่งตัวนำชนิด P และต่อขั้วลบเข้ากับสารกึ่งตัวนำชนิด N จะทำให้อิเล็กตรอนมีพลังงานเพิ่มมากขึ้น โดยถ้าแรงดันแบตเตอรี่ที่จ่ายมีระดับแรงดันสูงกว่าแรงดันต้านกลับบริเวณรอยต่อ ก็จะทำให้อิเล็กตรอนมีพลังงานสูงพอ ที่จะข้ามมายังฝั่งตรงข้ามได้ เกิดมีกระแสไฟฟ้าไหล
ไบอัสกลับ (Reveres Bias)
ในทางตรงกันข้ามหากเราทำการจ่ายแรงดันสลับด้าน โดยให้ขั้วบวกของแบตเตอรี่ต่อเข้ากับสารกึ่งตัวนำชนิด N และต่อขั้วลบเข้ากับสารกึ่งตัวนำชนิด P จะทำให้มีการฉุดรั้งอิเล็กตรอนไม่ให้ข้ามมายังฝั่งตรงข้าม ทำให้ไม่เกิดกระแสไหล
ในสภาวะไบแอสกลับนี้ พาหะส่วนน้อย คือ อิเล็กตรอนในสาร P และ โฮลในสาร N จะถูกกระตุ้นจากแบตเตอรี่ให้มารวมกัน ทำให้เกิดกระแสไหลแต่มีปริมาณน้อยมากมีค่าเป็น ไมโครแอมป์หรือนาโนแอมป์ เราเรียกกระแสนี้ว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) โดยสารกึ่งตัวนำชนิดซิลิกอนจะมีขนาดของกระแสรั่วไหล ต่ำกว่า เยอรมันเนียม