Puolijohteet

pn-liitoksen ominaisuuksia

Jatketaan vielä pn-liitoksen toiminnan tarkastelua. Olennainen ominaisuus pn-liitoksella on sen tasasuuntaava vaikutus:

Virta pääsee kulkemaan pn-liitoksesta vain yhteen suuntaan

Virran kulkuun vaikuttaa merkittävästi se, että miten ulkopuolinen jännite vaikuttaa pn-liitoksen yli. pn-liitoksen sanotaan olevan joko myötäsuuntaan tai estosuuntaan biasoitu riippuen siitä, miten päin jännite vaikuttaa liitoksen yli.

Myötäsuunta

pn-liitos on myötäsuuntainen (virta pääsee kulkemaan), kun

jännite on myötäsuunnassa: Positiivinen jännite (+) on kytketty p-alueelle, negatiivinen jännite (-) n-alueelle ja lisäksi
jännitteen oltava suurempi kuin kynnysjännite: piillä n. 0,7 V, germaniumilla n. 0,3 V

Myötäsuuntaista pn-liitosta esittää seuraava kuva , jossa sormiparisto on kytkettynä kuvitteelliseen pn-liitoskomponenttiin siten, että pariston positiivinen napa on liitettynä komponentin p-puoleen ja negatiivinen napa n-puoleen. Tällöin pn-liitoksen jännite on myötäsuuntainen, ja virta pääsee kulkemaan pn-liitoksen läpi.

pn-liitos myötäsuuntaan biasoituna; virta kulkee myötäsuuntaan anodilta katodille (n -> p).

Myötäsuuntainen virta koostuu enemmistövarauksenkantajista, eli p-alueella aukoista ja n-alueella elektroneista. Tyhjennysalue on kapea, joten virta pääsee helposti kulkemaan koko pn-liitoskomponentin läpi.

Estosuunta

pn-liitos on estosuuntainen (virta ei kulje), kun

jännite on estosuunnassa: Negatiivinen jännite (-) on kytketty p-alueelle, positiivinen n-alueelle
jännitteen oltava pienempi kuin läpilyöntijännite (muutoin komponentti voi tuhoutua, ja virta pääsee väkivalloin kulkemaan "ylisuurilla" jännitteillä)

Seuraavassa kuvassa sormiparisto on kytkettynä kuvitteelliseen pn-liitoskomponenttiin siten, että pariston positiivinen napa on liitettynä komponentin n-puoleen ja negatiivinen p-puoleen, eli päinvastoin kuin edellisessä kuvassa. Tässä tilanteessa pn-liitos on estosuuntainen ja vain hyvin pieni vuotovirta pääsee kulkemaan virtapiirissä.

pn-liitos estosuuntaan biasoituna; vain hyvin pieni vuoto virta pääsee kulkemaan.

Estosuuntainen (kyllästys) virta koostuu vähemmistövarauksenkantajista, ja vain pieni vuotovirta kulkee komponentin läpi. Tämä vuotovirta on yleensä niin pieni, että se voidaan jättää huomiotta monessa sovelluksessa. Estosuuntaan biasoituna pn-liitoksen tyhjennysalue on leveä, joka vaikeuttaa virran kulkua komponentin läpi. Tyhjennysalueellahan tarkoitettiin materiaalin osaa, joka on tyhjennetty varauksenkantajista (virrankuljettajista). Estosuuntaisessa pn-liitoksessa komponentin päiden välillä on leveä alue, jossa ei ole virrankuljettajia,

ANODI - KATODI
Aiemmin teksissä tulivat esille käsitteet anodi ja katodi. pn-liitoksen p-tyypin puolta kutsutaan anodiksi ("(+) -puoli"). Vastavasti n-puolta kutsutaan katodiksi ("(-) -puoli").