b'\n_START_ARTICLE_\nPn-siire\n_START_PARAGRAPH_\nPn-siire on monokristallilise pooljuhi ala, milles toimub \xc3\xbcleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Niisuguse \xc3\xbclemineku eriomaduseks on t\xc3\xb5kkekihi moodustumine negatiivse ja positiivse ruumlaengu m\xc3\xb5jul._NEWLINE_Selline t\xc3\xb5kkekiht annab pn-siirdele ventiiliomaduse: v\xc3\xa4lise pinge rakendamisel laseb siire voolu l\xc3\xa4bi ainult \xc3\xbches suunas. Pn-siiret kasutatakse mitut eri liiki dioodides ja muudes pooljuhtseadistes._NEWLINE_Pn-siirdega elektronseadiste talitluseks on vaja, et pooljuhi \xc3\xbches piirkonnas oleksid \xc3\xbclekaalus positiivse (p) laengu kandjad (augud) ja vahetult selle k\xc3\xb5rval asuvas piirkonnas negatiivse (n) laengu kandjad (elektronid). Sellise olukorra saab luua sobiva lisandaine aatomite legeerimise (manustamise) teel pooljuhi kristalliv\xc3\xb5resse (vt l\xc3\xa4hemalt: Pooljuhid elektroonikas).\n_START_SECTION_\nPingestamata pn-siire\n_START_PARAGRAPH_\nJoonisel on pn-siire n\xc3\xa4idatud musta piirjoonena aukjuhtiva ja elektronjuhtiva kihi vahel. Kollasega n\xc3\xa4idatud alal ei ole vabu laengukandjaid._NEWLINE_P-kihil on elektronide v\xc3\xa4hesuse t\xc3\xb5ttu lisandite aatomite elektronkattes positiivne elektrilaeng ja n-kihil elektronide rohkuse t\xc3\xb5ttu negatiivne laeng. V\xc3\xa4lise pinge puudumisel valitseb m\xc3\xb5lemas pooles laengute tasakaal: niipalju kui on vabu laengukandjaid, niipalju on ka paikseid ioniseeritud aatomeid._NEWLINE_Et vastasnimelised laengud t\xc3\xb5mbuvad, siis siirde l\xc3\xa4heduses olevad elektronid t\xc3\xa4idavad peagi ligemad augud ja laenguta ala siirde \xc3\xbcmber laieneb. Positiivsete ja negatiivsete laengute vaheline kaugus suureneb ning elektronid sellest piirkonnast enam l\xc3\xa4bi ei l\xc3\xa4he. Laenguga osakesed j\xc3\xa4\xc3\xa4vad seega siirdest kaugele, sest elektrilised t\xc3\xb5mbej\xc3\xb5ud aukude ja elektronide vahel ei m\xc3\xb5ju enam vahemaa suuruse t\xc3\xb5ttu erinimeliste laengute vahel. Laengute t\xc3\xb5ttu tekib p- ja n-kihi vahele sisemine potentsiaal, mille suurus s\xc3\xb5ltub ainest (germaaniumi korral ligikaudu 0,3 volti; r\xc3\xa4ni puhul pisut \xc3\xbcle 0,6 voldi).\n_START_SECTION_\nVastupingestatud pn-siire\n_START_PARAGRAPH_\nKui rakendada n-kihile positiivne ja p-kihile negatiivne pinge, siis vastaslaengud t\xc3\xb5mbuvad m\xc3\xb5lemal kihi otstel (siirdest kaugel) ja suurendavad laenguta ala ehk tekitavad t\xc3\xb5kkekihi, mis oma suuruse t\xc3\xb5ttu ei lase elektrivoolu l\xc3\xa4bi, sest vastaskihtides olevate laengute t\xc3\xb5mbej\xc3\xb5ud ei ole piisavad selle \xc3\xbcletamiseks._NEWLINE_Reaalses vastupingestatud pn-siirdes on alati lekkevool, mis eksisteerib s\xc3\xb5ltumata vastupinge v\xc3\xa4\xc3\xa4rtusest._NEWLINE_Teatud vastupinge \xc3\xbcletamisel pooljuhis l\xc3\xa4bivad laengud massiliselt siirde vastassuunas ja toimub l\xc3\xa4bil\xc3\xb6\xc3\xb6k. Selle vastupinge v\xc3\xa4\xc3\xa4rtus s\xc3\xb5ltub pooljuhi valmistamise tehnoloogiast.\n_START_SECTION_\nP\xc3\xa4ripingestatud pn-siire\n_START_PARAGRAPH_\nKui aga n-kihile rakendada negatiivne ja p-kihile positiivne pinge, mis on suurem kui iseeneslikult tekkiv pinge (germaaniumil ligikaudu 0,3 volti, r\xc3\xa4nil natuke \xc3\xbcle 0,6 voldi), siis t\xc3\xb5kkekiht v\xc3\xa4heneb, pinge "t\xc3\xb5ukab" elektronid samasuguse laengu t\xc3\xb5ttu siirde poole ja laengud saavad siiret \xc3\xbcletada, sest vastaslaengud t\xc3\xb5mbuvad. Edasi liiguvad siirde l\xc3\xa4binud laengud siirdest eemale.\n_START_SECTION_\nRuumlaeng t\xc3\xb5kkekihi moodustajana\n_START_PARAGRAPH_\nPn-siirde n-piirkonnas on elektronide kontsentratsioon mitu suurusj\xc3\xa4rku suurem kui p-piirkonnas. Seet\xc3\xb5ttu tungib teatud osa kaootilises soojusliikumises olevaid elektrone sealt p-piirkonda, s.t toimub elektronide difusioon. Samuti difundeeruvad augud oma paiknemistiheduse \xc3\xbchtlustamiseks p-piirkonnast n-piirkonda ja rekombineeruvad seal elektronidega.._NEWLINE_See protsess ei saa siiski kulgeda seni, kuni kumbagi liiki laengukandjate kontsentratsioon \xc3\xbchtlustuks kogu kristalli struktuuris. Nimelt j\xc3\xa4\xc3\xa4b n-piirkonna \xc3\xa4\xc3\xa4rest lahkunud elektronidest maha nendega v\xc3\xb5rdne arv paikseid positiivseid doonoriioone (ilma elektronita aatomeid), nagu ka p-piirkonna \xc3\xa4\xc3\xa4rest eemalduvate aukude t\xc3\xb5ttu tekivad seal negatiivsed aktseptoriioonid (augu lahkumine t\xc3\xa4hendab tegelikult seda, et t\xc3\xbchja koha kovalentsidemes h\xc3\xb5ivab elektron). _NEWLINE_Need kompenseerimata laengud erineva juhtivust\xc3\xbc\xc3\xbcbiga piirkondade eralduspiiri juures moodustavad ruumlaengud \xe2\x80\x92  n-juhtivusega materjalis positiivse ruumlaengu ning p-materjalis negatiivse ruumlaengu. Kuna ioonid on kristalliv\xc3\xb5res  liikumatult paigal, moodustavad need vastandm\xc3\xa4rgiliste ruumlaengute piirkonnad oma elektriv\xc3\xa4lja, mis pidurdab difundeeruvaid enamuslaengukandjaid, pannes niiviisi piiri nende edasisele difusioonile. Selle kohaliku elektriv\xc3\xa4lja pidurdavat m\xc3\xb5ju enamuslaengukandjatele v\xc3\xb5ib vaadelda potentsiaalibarj\xc3\xa4\xc3\xa4rina._NEWLINE_Ruumlaengute elektriv\xc3\xa4lja toimel kujunevat t\xc3\xb5kkekihti  nimetataksegi pn-siirdeks._NEWLINE_Siirde ulatuses laengukandjad peaaegu puuduvad (joonisel polegi neid n\xc3\xa4idatud). \xc3\x9cksikutele v\xc3\xa4hemuslaengukandjatele (p-piirkonna elektronidele ja n-piirkonna aukudele) m\xc3\xb5jub v\xc3\xa4li kiirendavalt ning nad l\xc3\xa4bivad siirde takistamatult; nende laengute liikumine moodustab triivvoolu. Siirde piirkonnas leidub suure soojusliku liikumisenergiaga enamuslaengukandjaid, mis l\xc3\xa4bivad siirde selle v\xc3\xa4lja t\xc3\xb5kestavast toimest hoolimata. Nii kujuneb difusioonvool. V\xc3\xa4lise pinge puudumisel on nimetatud vastassuunalised voolud \xe2\x80\x92 triivvool ja difusioonvool \xe2\x80\x92 v\xc3\xb5rdsed ja nende summa null, seega siiret l\xc3\xa4biv koguvool on v\xc3\xb5rdne nulliga._NEWLINE_Triiv- ja difusioonvoolu tasakaal kaob pn-siirde pingestamisel. Kui \xc3\xbchendada p-juhtivusega piirkond vooluallika positiivse poolusega ja n-juhtivusega piirkond negatiivse poolusega, s.t. rakendada siirdele p\xc3\xa4ripinge, m\xc3\xb5jub v\xc3\xa4line elektriv\xc3\xa4li sisemisele vastu, alandades potentsiaalibarj\xc3\xa4\xc3\xa4ri. Seet\xc3\xb5ttu on rohkem elektrone suutelised difundeeruma l\xc3\xa4bi t\xc3\xb5kkekihi p-piirkonda; samal p\xc3\xb5hjusel tugevneb ka aukude difusioon vastassuunas._NEWLINE_Resulteeriv difusioonvool on juba madalal pingel (u 0,3 V Ge- ja 0,7 V Si-siirde korral) k\xc3\xbcllalt tugev. Et nii elektronid kui augud difundeeruvad piirkonda, kus nad osutuvad v\xc3\xa4hemuslaengukandjaiks, on tegemist v\xc3\xa4hemuslaengukandjate injektsiooniga._NEWLINE_Siirdele vastupinge rakendamisel liitub v\xc3\xa4line elektriv\xc3\xa4li siirde oma v\xc3\xa4ljaga samasuunaliselt. Tulemusena muutub potentsiaalibarj\xc3\xa4\xc3\xa4r sedav\xc3\xb5rd k\xc3\xb5rgeks, et enamuslaengukandjate difusioon lakkab. V\xc3\xa4hemuslaengukandjad l\xc3\xa4bivad siirde k\xc3\xbcll takistamatult, kuid et neid tekib toatemperatuuril v\xc3\xa4he, j\xc3\xa4\xc3\xa4b vastuvool n\xc3\xb5rgaks. R\xc3\xa4nisiirete korral on vastuvool p\xc3\xa4rivoolust miljoneid kordi v\xc3\xa4iksem._NEWLINE_Enamasti valmistatakse siirded ebas\xc3\xbcmmeetrilisena, mispuhul \xc3\xbches piirkonnas on enamuslaengukandjate kontsentratsioon sadu v\xc3\xb5i tuhandeid kordi suurem kui teises. Pooljuhtdioodidel on enamasti tugevamini legeeritud p-juhtivusega piirkond; seda nimetatakse ka emitteriks. V\xc3\xa4hemlegeeritud (vaadeldaval juhul n-) piirkond on siis baas.\n_START_SECTION_\nPn-siirde pinge-voolu karakteristik\n_START_PARAGRAPH_\nSiirde p\xc3\xa4rivool s\xc3\xb5ltub pingest ligikaudu eksponentsiaalselt. Vastuvool tugevneb pinge t\xc3\xb5stmisel algul aeglaselt, alates teatud piirpingest \xe2\x80\x92 l\xc3\xa4bil\xc3\xb6\xc3\xb6gipingest \xe2\x80\x92 kiiresti. Samuti kasvab vastuvool kiiresti siirde soojenemisel, sest suureneb v\xc3\xa4hemuslaengukandjate arv. Ka p\xc3\xa4rivool tugevneb temperatuuri t\xc3\xb5ustes. Seejuures on p\xc3\xa4ripinge temperatuuritegur negatiivne, keskmiselt  \xe2\x80\x922 mV/K, seega p\xc3\xbcsiva p\xc3\xa4rivoolu korral alaneb p\xc3\xa4ripingelang siirdel  2 mV temperatuuri t\xc3\xb5usu iga kraadi kohta.'