PNliitokset

PN-liitokset ovat p-tyypin ja n-tyypin puolijohteiden välisiä liitoksia, jotka muodostavat peruskomponentin monissa halvijärjestelmissä. PN-liitoksista syntyy diodien kaltaisia ominaisuuksia, joissa sähköinen virta pääsee kulkemaan pääasiassa yhteen suuntaan.

Rakenne ja periaate: Kun p- ja n-tyypin alueet kohtaavat, tapahtuu intiimipäästöjä diffuusiolla, jolloin syntyy muodostuma myös depletion-alue (varauksenkulutusalue). Siinä syntyy sisäinen sähkökenttä ja potentiaalibarraari, joka pysäyttää runsaan nopean siirtymisen. Barriera on suurempi, mitä suurempi on dopingin ero. Ilman ulkoista jännitettä PN-liitos on tasapainossa; ulkoisella etu- tai takajännitteellä barrieria voidaan pienentää tai suurentaa.

Toiminta ja ominaisuudet: Forward-biasin, eli kun positiivinen jännite kytketään p-tyyppiin, barriiri pienenee ja virta kasvaa eksponentiaalisesti. Reverse-biasissa barriiria kasvatetaan ja virta on pääosin pienempi, rajoittuen pieniin hajavirtauksiin; suurtehallitus (esimerkiksi Zener- tai purge-reverse) voi aiheuttaa rikkoutumisen. PN-liitoksella on tyypillinen I-V-käyrä, jossa diodinen käyttäytyminen erottaa sen lineaarisista johtojohdoista.

Lajikkeet, hyödyntäminen ja valmistus: PN-liitoksia käytetään laajasti diodeina, kuten yleisdiodeina, LED-valoilla ja valosähköisissä kennoissa sekä fotodiodeina. Piirisuunnittelussa kaksinkertaisen PN-junctionin (NP–N) rakenne muodostaa bipolaarisen transistorin. PN-liitoksia valmistetaan diffuoidulla dopauksella, ionisointiteknologioilla tai epitaaksialtuotteiden avulla.

Historian ja merkityksen osalta PN-liitokset ovat keskeisiä perustekijöitä modernissa elektroniikassa, tarjoten sekä luotettavan suorituskyvyn että monipuoliset sovellukset.