10.7
LED内のpn接合は、光を生成するために外部バイアスを必要とします。
フォワードバイアスでは、pn接合に電圧を印加し、バッテリの正端子をp側に、負端子をn側に接続します。印加電圧は接合電位に対抗するため、バリア幅が狭くなります。
このバリア幅の縮小により、マジョリティキャリアの拡散を増加させることで電流を流すことができます。拡散電流はドリフト電流よりも高く、正味電流はpからnに順方向に流れます。
拡散時には、接合領域の電子と正孔の再結合により光子が放出され、LEDが光ります。
逆バイアスでは、バッテリのプラス端子はn側に接続され、マイナス端子はp側に接続されます。
これにより、印加された電位が接合電位に加わるため、LEDが光るのを防ぎ、バリア幅が拡大し、過半数キャリア拡散が減少します。
正味電流は、少数キャリアによって得られる小さなドリフト電流です。
逆バイアス電圧が一定の閾値を超えると、ジャンクションブレークダウンが発生し、大電流が流れます。
pn接合ダイオードの動作には、順バイアス、逆バイアス、および平衡などのさまざまなバイアス条件が含まれます。
平衡状態では、pn接合に外部電圧がかかっていません。キャリアの拡散により接合界面に空乏層が形成され、p側にはアクセプター、n側にはドナーの帯電したドーパントが残ります。これらの不動電荷はキャリ…
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