§ Вступление

Давным-давно в далекой Галактике кто-то придумал диод. Раньше его не было. Что такое диод, спросили его, и он сказал: диод всех впускает, никого не выпускает. Это значит, что только элита может пройти обратно, а обычные не смогут вернуться обратно. Диод по сути, пытается пропустить ток в одном направлении (то есть он тут работает как проводник), но не пускает ток в обратном направлении (здесь он работает как диэлектрик - то есть, ток он не проводит). Вот его и назвали - полупроводник (Сусанин, в переводе на русский).
Как это вообще так получается? Я пытался-пытался разобраться, ничего не получается. Вот что я понял: есть вещество, камень, который соткан из кремния, потому что кремний образует красивую решетку, поскольку у него четыре руки, за которые он цепляет других и они образуют решетку. Кремний похож на углерод, но всё-таки это кремний. Итак, что дальше? Вот образовали красивую решетку.

§ Кристаллическая решетка


Что тут видно? Тут видно, что решетка-то красивая, но вот у одного атома слишком много электронов (N, синий), и ему некуда его девать, поэтому этот свободный электрон отрывается и свободно гуляет между решеткой. А вот справа (P, оранжевый) как раз электрона на внешнем слое никак не хватает. Его и называют "дырка", потому что ему нужен срочно электрон, а его никак найти не получается. Но N-атом такой электрон как раз и поставляет, куда он и направляется и занимает место в дырке.
Вот примерно так и работает. Свободный электрон слетает в орбиты и перелетает в дырку. Но он там тоже не сильно-то и задерживается и перелетает в следующую и так далее. Самцы, они такие. Лишь бы поматросить да бросить.

Вот еще нарисовал одну иллюстрацию PN перехода. Здесь с области, где электронов много, перескакивает электрон (мячик такой), в область, где электронов не хватает.
Теперь попробуем подать напряжение. Приложив "минус" к N-области и "плюс" к P-области, начинается активная движуха. Электроны в области N (там их очень много), начинают отталкиваться от левого края и двигаться вправо, к плюсу. Ясное дело, что минус притягивается к плюсу, как магнит. И плюс притягивается к минусу. Электроны проходят весь слой и доходят до самого правого края своей области и спотыкаются.
Тем временем все электроны, что были в дырках справа, притягиваются к правой области и вылетают оттуда.

Представим себе картину. На синей области находятся люди (электроны), которые стоят себе тусуются, и которых резко позвали на обед в столовку, которая находится справа, но нужно пройти через полосу препятствий - через пол в дырках. То есть люди могут только по дыркам бегать. Такое условие. Иначе жрачку не дадут.
А что с теми людьми (электронами), что случайно затусовались в дырках? Ну они рванули в столовку быстрее всех и сгрудились справа в ожидании на пожрать.
Пока справа тусня, слева по дыркам начали прыгать электроны, создавая ощущение движения слева направо. Ну и что сказать? Движение - жизнь! Ток идет, все хорошо. Все пропускается нормально.
А теперь представим что все наоборот. Что если внезапно позвали слева народ работать? Обед кончился, пора выходить на работу, и слева Галя начала орать, чтобы не опаздывали. Ну что поделать, те, что стояли на синей площадке, пошли влево, сгрудившись с левой стороны синей области. Соответственно те, что справа были, тоже покорно поплыли налево, сгрудившись у левого края области с дырками. Область с дырками справа очень сильно увеличилась, потому что люди освободили дырки, прижавшись на левую сторону. В итоге все дырки были заняты слева, и никто не может справа пройти. И еще, те кто слева стоят, не могут пройти на область N, так как там нет свободных электронов, поле очистилось и превратилось с большой диэлектрик, и потому некому перебегать налево, да и не могут. Все занято и пусто.
То есть ток не идёт, движения не происходит в итоге, в середине образуется такой особый барьер, в котором нет возможности перебегать (потому что некому перебегать). Все электроны слева сгрудились с левой стороны, а все дырки справа находятся с правой стороны и мешают проходу другим электронам.
Так вот и работает диод. Ну почти. Я вообще неправильно всё рассказал потому что сам не понимаю как он работает. Все равно придётся статью переписывать.
Короче чтобы понять как все правильно работает, надо посмотреть вот это видео:

23 авг, 2020
© 2007-2022 Кружка кродеться на работе