P–n diode
இந்த கட்டுரை p-n டையோடு நடத்தை பற்றிய விரிவான விளக்கத்தை வழங்குகிறது, இது கட்டுரைகள் p-n சந்திப்பு அல்லது டையோடில் காணப்படுகிறது. ஒரு p-n டையோடு என்பது p-n சந்திப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு வகை குறைக்கடத்தி டையோடு ஆகும். டையோடு ஒரு திசையில் மட்டுமே மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது, மேலும் இது ஒரு பி-வகை குறைக்கடத்தல் அடுக்குடன் ஒரு என்-வகை குறைக்கடத்தல் அடுக்குடன் இணைப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. செமிகண்டக்டர் டையோட்கள் நேரடி மின்னோட்டத்திற்கு மாறி மாறி மின்னோட்டத்தை சரிசெய்வது, ரேடியோ சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிவது மற்றும் ஒளியை வெளியிடுவது மற்றும் கண்டறிவது உள்ளிட்ட பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. அமைப்பு p-n குறைக்கடத்தி டையோட்களுக்கு பயன்படுத்தப்படும் பல சாத்தியமான கட்டமைப்புகளில் இரண்டை படம் காட்டுகிறது, இவை இரண்டும் சாதனங்கள் தலைகீழ் சார்புகளில் தாங்கக்கூடிய மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளன. அருகிலுள்ள n-அடுக்குக்கு அடுத்துள்ள p +-பிராந்தியத்தின் கூர்மையான வளைவைத் தவிர்க்க மேல் அமைப்பு ஒரு மெஸாவைப் பயன்படுத்துகிறது. கீழ் அமைப்பு p +-அடுக்கின் கூர்மையான மூலையின் விளிம்பில் ஒரு லேசான டோப் செய்யப்பட்ட p-பாதுகாப்பு வளையத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, இது மின்னழுத்தத்தை அதிக தூரத்திற்கு பரப்புகிறது மற்றும் மின்சார புலத்தைக் குறைக்கிறது. (n + அல்லது n-போன்ற சூப்பர்ஸ்கிரிப்ட்கள் கனமான அல்லது இலகுவான தூய்மையற்ற ஊக்கமருந்து அளவைக் குறிக்கின்றன.) சிறந்த டையோடு முன்னோக்கி சார்பு துருவமுனைப்புக்கு பூஜ்ஜிய எதிர்ப்பையும், தலைகீழ் மின்னழுத்த துருவமுனைப்புக்கு எல்லையற்ற எதிர்ப்பையும் (பூஜ்ஜிய மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது) கொண்டுள்ளது; ஒரு மாற்று மின்னோட்ட சுற்றில் இணைக்கப்பட்டால், குறைக்கடத்தி டையோடு ஒரு மின் திருத்தியாக செயல்படுகிறது. குறைக்கடத்தி டையோடு உகந்ததல்ல. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பூஜ்ஜியமற்ற முழங்கால் மின்னழுத்தம் (அல்லது டர்ன்-ஆன், கட்-இன் அல்லது த்ரெஷோல்ட் மின்னழுத்தம்) அடையும் வரை டையோடு கணிசமாக இயங்காது, அதன் மதிப்பு குறைக்கடத்தியைப் பொறுத்தது (பட்டியலிடப்பட்டுள்ளது). இந்த மின்னழுத்தத்திற்கு மேலே மின்னோட்ட-மின்னழுத்த வளைவின் சாய்வு எல்லையற்றது அல்ல (எதிர்ப்பில் பூஜ்ஜியம் அல்ல). தலைகீழ் திசையில் டையோடு ஒரு பூஜ்ஜியமற்ற கசிவு மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது (படத்தில் ஒரு சிறிய அளவால் மிகைப்படுத்தப்படுகிறது) மற்றும் முறிவு மின்னழுத்தத்திற்கு கீழே போதுமான பெரிய தலைகீழ் மின்னழுத்தத்தில் மின்னோட்டம் மிகவும் எதிர்மறை தலைகீழ் மின்னழுத்தங்களுடன் மிக வேகமாக அதிகரிக்கிறது. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆன் அல்லது ஆஃப் எதிர்ப்புகள் என்பது ஒரு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சார்பு புள்ளியில் மின்னோட்ட-மின்னழுத்த பண்பின் பரஸ்பர சரிவுகளாகும்ஃ எதிர்ப்பு எங்கே மற்றும் சார்பு செயல்பாட்டில் டையோடு மின்னழுத்த மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய மின்னோட்ட மாற்றமா இங்கே, திடீர் p-n டயோடின் செயல்பாடு கருதப்படுகிறது. "திடீர்" என்பது பி-மற்றும் என்-வகை ஊக்கமருந்து அவை ஒன்றையொன்று சந்திக்கும் விமானத்தில் ஒரு படி செயல்பாட்டு இடைநிறுத்தத்தை வெளிப்படுத்துவதாகும். மின்னோட்ட-மின்னழுத்த பண்புகளைக் காட்டும் உருவத்தில் உள்ள பல்வேறு சார்பு ஆட்சிகளை விளக்குவதே இதன் நோக்கம். பல்வேறு சார்பு நிலைமைகளின் கீழ் டையோடுக்குள் மிகக் குறைந்த கடத்தல் பேண்ட் ஆற்றல் மற்றும் மிக உயர்ந்த வேலன்ஸ் பேண்ட் ஆற்றல் எவ்வாறு மாறுபடுகிறது என்பதைக் காட்டும் பேண்ட்-வளைவு வரைபடங்களைப் பயன்படுத்தி செயல்பாடு விவரிக்கப்படுகிறது. கூடுதல் விவாதத்திற்கு, செமிகண்டக்டர் மற்றும் பேண்ட் வரைபடம் என்ற கட்டுரைகளைப் பார்க்கவும். பூஜ்ஜிய சார்பு ஒரு p-n டையோடுக்கு ஒரு பேண்ட் வளைக்கும் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது; அதாவது, கடத்தல் பேண்ட் (மேல் கோடு) மற்றும் வேலன்ஸ் பேண்ட் (கீழ் கோடு) ஆகியவற்றிற்கான பேண்ட் விளிம்புகள் p-வகை பொருள் (இடது பக்கம்) மற்றும் n-வகை பொருள் (வலது பக்கம்) இடையே சந்திப்பின் இருபுறமும் நிலையின் செயல்பாடாக காட்டப்படுகின்றன. ஒரே குறைக்கடத்தியின் ஒரு p-வகை மற்றும் ஒரு n-வகை பகுதி ஒன்றாகக் கொண்டுவரப்பட்டு, இரண்டு டையோடு தொடர்புகளும் குறுகிய சுற்றோட்டமாக இருக்கும்போது, ஃபெர்மி அரை-ஆக்கிரமிப்பு நிலை (தட்டையான கிடைமட்ட நேர் கோடு) ஒரு நிலையான மட்டத்தில் அமைந்துள்ளது. இந்த நிலை சந்திப்பின் இருபுறமும் புலம் இல்லாத மொத்தத்தில் துளை மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆக்கிரமிப்புகள் சரியானவை என்பதை உறுதி செய்கிறது. (எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு எலக்ட்ரான் n-பக்கத்தை விட்டு வெளியேறி, ஆக்கிரமிப்புகளை சரிசெய்ய குறுகிய சுற்று வழியாக p-பக்கத்திற்கு பயணிக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. இருப்பினும், ஒரு தட்டையான ஃபெர்மி மட்டத்திற்கு p-வகை பக்கத்தில் உள்ள பட்டைகள் n-வகை பக்கத்தில் உள்ள தொடர்புடைய பட்டைகளை விட அதிகமாக நகர வேண்டும், இது φB ஆல் பெயரிடப்பட்ட இசைக்குழு விளிம்புகளில் ஒரு படி (அல்லது தடை) உருவாக்குகிறது. இந்த படி p-பக்கத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான் அடர்த்தியை n-பக்கத்தில் உள்ளதை விட சிறிய போல்ட்ஸ்மேன் காரணியாக கட்டாயப்படுத்துகிறது, இது p-பிராந்தியத்தில் உள்ள குறைந்த எலக்ட்ரான் அடர்த்தியுடன் தொடர்புடையது. சின்னம் வெப்ப மின்னழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது, இது T = 290 கெல்வின்களில் (அறை வெப்பநிலை) வரையறுக்கப்படுகிறது, வெப்ப மின்னழுத்தம் தோராயமாக 25 mV ஆகும். இதேபோல், n-பக்கத்தில் உள்ள துளை அடர்த்தி என்பது p-பக்கத்தில் உள்ளதை விட சிறிய போல்ட்ஸ்மேன் காரணியாகும். சந்திப்பின் குறுக்கே சிறுபான்மை கேரியர் அடர்த்தியின் இந்த பரஸ்பர குறைப்பு கேரியர் அடர்த்திகளின் pn-உற்பத்தியை சமநிலையில் டையோடுக்குள் எந்த நிலையிலும் இருக்க கட்டாயப்படுத்துகிறது. முறையே p-பக்கம் மற்றும் n-பக்கத்தில் மொத்த பெரும்பான்மை கேரியர் அடர்த்திகள் எங்கே மற்றும் எங்கே. பட்டை விளிம்புகளில் இந்த படியின் விளைவாக, சந்திப்புக்கு அருகிலுள்ள ஒரு குறைப்பு பகுதி துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் இரண்டையும் குறைத்து, கிட்டத்தட்ட மொபைல் கட்டணங்கள் இல்லாத ஒரு காப்பு பகுதியை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், டோபன்ட் அயனிகள் காரணமாக நிலையான, அசையாத கட்டணங்கள் உள்ளன. குறைப்பு அடுக்கில் மொபைல் சார்ஜ் கிட்டத்தட்ட இல்லாததால், டோபன்ட் அயனிகளால் பங்களிக்கப்பட்ட அசையாத கட்டணத்தை சமநிலைப்படுத்த மொபைல் கட்டணங்கள் போதுமானதாக இல்லைஃ ஏற்பி டோபன்ட் காரணமாக பி-வகை பக்கத்தில் ஒரு எதிர்மறை கட்டணம் மற்றும் நன்கொடையாளர் டோபன்ட் காரணமாக என்-வகை பக்கத்தில் ஒரு நேர்மறை கட்டணம். இந்த மின்னூட்டத்தின் காரணமாக இந்த பகுதியில் ஒரு மின்சார புலம் உள்ளது, இது பாய்சானின் சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. குறைப்பு பகுதியின் அகலம் சரிசெய்யப்படுகிறது, எனவே p-பக்கத்தில் உள்ள எதிர்மறை ஏற்பி கட்டணம் n-பக்கத்தில் நேர்மறை நன்கொடையாளர் கட்டணத்தை சரியாக சமநிலைப்படுத்துகிறது, எனவே இருபுறமும் குறைப்பு பகுதிக்கு வெளியே மின்சார புலம் இல்லை. இந்த பேண்ட் உள்ளமைவில் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை மற்றும் டையோடு வழியாக மின்னோட்டம் பாய்வதில்லை. டையோடு வழியாக மின்னோட்டத்தை கட்டாயப்படுத்த ஒரு முன்னோக்கி சார்பு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், அடுத்து விவரிக்கப்பட்டுள்ளது போல. முன்னோக்கி சார்புகளில், மின்கலனின் நேர்மறை முனையம் p-வகை பொருளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் எதிர்மறை முனையம் n-வகை பொருளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இதனால் துளைகள் p-வகை பொருளிலும் எலக்ட்ரான்கள் n-வகை பொருளிலும் செலுத்தப்படுகின்றன. n-வகைப் பொருளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அந்தப் பக்கத்தில் பெரும்பான்மை கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஆனால் p-வகை பக்கத்திற்குச் செல்லும் எலக்ட்ரான்கள் மைனாரிட்டி கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அதே விளக்கங்கள் துளைகளுக்கு பொருந்தும்ஃ அவை p-வகை பக்கத்தில் பெரும்பான்மை கேரியர்கள் மற்றும் n-வகை பக்கத்தில் சிறுபான்மை கேரியர்கள். ஒரு முன்னோக்கி சார்பு இரண்டு மொத்த அரை-ஆக்கிரமிப்பு நிலைகளை பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் அளவால் பிரிக்கிறது, இது p-வகை மொத்த பட்டை விளிம்புகளை பிரித்து n-வகைக்கு நெருக்கமாக இருக்கும் ஆற்றலைக் குறைக்கிறது. வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பட்டை விளிம்புகளில் உள்ள படி பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தால் குறைக்கப்படுகிறது (பட்டை வளைக்கும் வரைபடம் மின்னழுத்தங்களின் அலகுகளில் செய்யப்படுகிறது, எனவே எலக்ட்ரான் சார்ஜ் ஆற்றலாக மாறுவதாகத் தெரியவில்லை.) முன்னோக்கி சார்பின் கீழ், p-பக்கத்திலிருந்து n-பக்கத்திற்குள் துளைகளின் ஒரு பரவல் மின்னோட்டம் பாய்கிறது (அதாவது ஒரு செறிவு சாய்வால் இயக்கப்படும் மின்னோட்டம்), மற்றும் எதிர் திசையில் எலக்ட்ரான்கள் n-பக்கத்திலிருந்து p-பக்கத்திற்கு. இந்த பரிமாற்றத்தை இயக்கும் சாய்வு பின்வருமாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளதுஃ இடைமுகத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள மொத்தத்தில், சிறுபான்மை கேரியர்கள் பெரும்பான்மை கேரியர்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகக் குறைந்த செறிவைக் கொண்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக, p-பக்கத்தில் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி (அவை சிறுபான்மை கேரியர்களாக இருக்கும் இடத்தில்) ஒரு காரணி குறைவாக உள்ளது n-பக்கத்தில் (அவை பெரும்பான்மை கேரியர்களாக இருக்கும் இடத்தில்). மறுபுறம், இடைமுகத்திற்கு அருகில், மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவது பேண்ட் விளிம்புகளில் உள்ள படியைக் குறைக்கிறது மற்றும் மொத்த மதிப்புகளுக்கு மேலே ஒரு போல்ட்ஸ்மேன் காரணியால் சிறுபான்மை கேரியர் அடர்த்திகளை அதிகரிக்கிறது. சந்திப்புக்குள், pn-தயாரிப்பு சமநிலை மதிப்புக்கு மேலே அதிகரிக்கப்படுகிறதுஃ பரவலை இயக்கும் சாய்வு என்பது தடையில் உள்ள அதிகப்படியான சிறுபான்மை கேரியர் அடர்த்திகளுக்கும் மொத்தத்தில் உள்ள குறைந்த அடர்த்திகளுக்கும் இடையிலான வேறுபாடாகும், மேலும் அந்த சாய்வு சிறுபான்மை கேரியர்களின் பரவலை இயக்குகிறது இடைமுகத்திலிருந்து மொத்தமாக. உட்செலுத்தப்பட்ட சிறுபான்மை கேரியர்கள் எண்ணிக்கையில் குறைக்கப்படுகிறார்கள், ஏனெனில் அவை மொத்தமாக பயணிக்கும்போது மறுசீரமைப்பு வழிமுறைகள் மூலம் அதிகப்படியான செறிவுகளை மொத்த மதிப்புகளை நோக்கி செலுத்துகின்றன. ஒரு பெரும்பான்மை கேரியருடன் நேரடி சந்திப்பின் மூலம் மறுசீரமைப்பு ஏற்படலாம், இரு கேரியர்களையும் அழிக்கலாம் அல்லது மறுசீரமைப்பு-தலைமுறை மையம் மூலம் ஏற்படலாம், இது ஒரு குறைபாடு, இது மாறி மாறி துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களைப் பிடித்து, மறுசீரமைப்புக்கு உதவுகிறது. சிறுபான்மை கேரியர்கள் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட வாழ்நாளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த வாழ்நாள் அவை பெரும்பான்மை கேரியர் பக்கத்திலிருந்து சிறுபான்மை கேரியர் பக்கத்திற்கு எவ்வளவு தூரம் பரவ முடியும் என்பதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, இது பரவல் நீளம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளி உமிழும் டையோடில், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் மறுசீரமைப்பு இணைவு மற்றும் கடத்தல் பட்டைகளுக்கு இடையிலான ஆற்றல் இடைவெளியுடன் தொடர்புடைய அலைநீளத்தின் ஒளியின் உமிழ்வுடன் இணைகிறது, எனவே டையோடு முன்னோக்கி மின்னோட்டத்தின் ஒரு பகுதியை ஒளியாக மாற்றுகிறது. முன்னோக்கி சார்பின் கீழ், துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுக்கான அரை-ஆக்கிரமிப்பு கோடுகள் சமநிலையில் இருக்கும்போது அவை சாதனம் முழுவதும் தட்டையாக இருக்க முடியாது, ஆனால் நிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும் அரை-ஃபெர்மி நிலைகளாக மாறும். படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எலக்ட்ரான் அரை-ஃபெர்மி நிலை நிலை, n-மொத்தத்தில் அரை-ஆக்கிரமிப்பு சமநிலை ஃபெர்மி மட்டத்திலிருந்து, p-மொத்தத்தில் ஆழமான துளைகளுக்கான அரை-ஆக்கிரமிப்பு சமநிலை நிலைக்கு மாறுகிறது. துளை அரை-ஃபெர்மி நிலை தலைகீழாக செய்கிறது. இரண்டு அரை-ஃபெர்மி நிலைகளும் மொத்த பொருட்களின் ஆழத்தைத் தவிர ஒரே நேரத்தில் பொருந்தாது. இந்த எண்ணிக்கை பெரும்பான்மை கேரியர் அடர்த்திகள் அந்தந்த மொத்த பொருட்களில் பெரும்பான்மை கேரியர் அடர்த்தி நிலைகளிலிருந்து, தடையின் மேற்புறத்தில் ஒரு சிறிய காரணி நிலைக்குக் குறைவதைக் காட்டுகிறது, இது சமநிலை மதிப்பிலிருந்து முன்னோக்கி டையோடு சார்பின் அளவால் குறைக்கப்படுகிறது ஏனெனில் இந்த தடை எதிர் டோப் செய்யப்பட்ட பொருளில் அமைந்துள்ளது, தடை நிலையில் உட்செலுத்தப்பட்ட கேரியர்கள் இப்போது சிறுபான்மை கேரியர்களாக உள்ளனர். மறுசீரமைப்பு எடுக்கும் போது, சிறுபான்மை கேரியர் அடர்த்திகள் மொத்த சிறுபான்மை கேரியர்களுக்கான சமநிலை மதிப்புகளுக்கு ஆழமாக குறைகின்றன, இது ஊசி போடுவதற்கு முன்பு பெரும்பான்மை கேரியர்களாக அவற்றின் மொத்த அடர்த்திகளை விட சிறிய காரணி. இந்த கட்டத்தில் அரை-ஃபெர்மி நிலைகள் மொத்த ஃபெர்மி நிலை நிலைகளில் மீண்டும் இணைகின்றன. பேண்ட் விளிம்புகளில் குறைக்கப்பட்ட படி என்பது முன்னோக்கி சார்பின் கீழ் p-பக்கத்திலிருந்து துளைகள் மற்றும் n-பக்கத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் தள்ளப்படுவதால் குறைப்பு பகுதி குறுகுகிறது என்பதையும் குறிக்கிறது. எளிய p-n டையோடில், கேரியர் அடர்த்திகளின் அதிவேக அதிகரிப்பு காரணமாக முன்னோக்கி சார்பு மின்னழுத்தத்துடன் முன்னோக்கி மின்னோட்டம் அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது, எனவே பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் மிகச் சிறிய மதிப்புகளில் கூட எப்போதும் சில மின்னோட்டம் இருக்கும். இருப்பினும், ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்ட மட்டத்தில் ஒருவர் ஆர்வமாக இருந்தால், அந்த மின்னோட்ட அளவை அடைவதற்கு முன்பு அதற்கு ஒரு "முழங்கால்" மின்னழுத்தம் தேவைப்படும் (சிலிக்கான் டையோட்களுக்கு ~ 0.7 வி, மற்றவை பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன). முழங்காலுக்கு மேலே, மின்னோட்டம் தொடர்ந்து அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது. சில வராக்டர்கள் போன்ற சில சிறப்பு டையோட்கள், முன்னோக்கி திசையில் சில முழங்கால் மின்னழுத்தம் வரை குறைந்த மின்னோட்ட அளவை பராமரிக்க வேண்டுமென்றே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. தலைகீழ் சார்பு துளைகளுக்கான ஆக்கிரமிப்பு நிலை மீண்டும் மொத்த p-வகை குறைக்கடத்தியின் மட்டத்தில் இருக்க முனைகிறது, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான்களுக்கான ஆக்கிரமிப்பு நிலை மொத்த n-வகையைப் பின்பற்றுகிறது. இந்த வழக்கில், p-வகை மொத்த பேண்ட் விளிம்புகள் n-வகை மொத்தத்துடன் ஒப்பிடுகையில் தலைகீழ் சார்பு மூலம் உயர்த்தப்படுகின்றன, எனவே இரண்டு மொத்த ஆக்கிரமிப்பு நிலைகளும் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தால் தீர்மானிக்கப்படும் ஆற்றலால் மீண்டும் பிரிக்கப்படுகின்றன. வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த நடத்தை என்பது பேண்ட் விளிம்புகளில் உள்ள படி அதிகரிக்கப்பட்டு, p-பக்கத்தில் துளைகள் மற்றும் n-பக்கத்தில் எலக்ட்ரான்கள் இழுக்கப்படுவதால் குறைப்பு பகுதி விரிவடைகிறது. தலைகீழ் சார்பு பயன்படுத்தப்படும்போது, குறைப்பு பகுதியில் மின்சார புலம் அதிகரிக்கிறது, பூஜ்ஜிய சார்பு வழக்கை விட எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளை மேலும் இழுக்கிறது. எனவே, பாயும் எந்தவொரு மின்னோட்டமும் இந்த பிராந்தியத்தில் உற்பத்தி-மறுசீரமைப்பு குறைபாடுகள் காரணமாக குறைப்பு பகுதிக்குள் கேரியர் உற்பத்தியின் மிகவும் பலவீனமான செயல்முறை காரணமாகும். அந்த மிகச் சிறிய மின்னோட்டம் தலைகீழ் சார்பின் கீழ் கசிவு மின்னோட்டத்தின் ஆதாரமாகும். ஃபோட்டோடியோடில், சிதைவு பகுதியில் துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை சம்பவ ஒளி மூலம் உருவாக்குவதன் மூலம் தலைகீழ் மின்னோட்டம் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, இதனால் சம்பவ ஒளியின் ஒரு பகுதியை மின்சார மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது. தலைகீழ் சார்பு மிகப் பெரியதாக மாறும்போது, முறிவு மின்னழுத்தத்தை அடையும் போது, குறைப்பு பகுதியில் உற்பத்தி செயல்முறை துரிதப்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒரு பனிச்சரிவு நிலைக்கு வழிவகுக்கிறது, இது ஓடிப்போய் டையோட்டை அழிக்கக்கூடும். ஐடியல் p-n டையோடில் உள்ள டிசி மின்னோட்ட-மின்னழுத்த நடத்தை ஷாக்லி டையோட் சமன்பாட்டால் நிர்வகிக்கப்படுகிறதுஃ டையோடில் உள்ள டிசி மின்னழுத்தம் எங்கே. இது தலைகீழ் செறிவு மின்னோட்டம், டையோடு தலைகீழ் சார்புடையதாக இருக்கும்போது பாயும் மின்னோட்டம் (அதாவது, பெரியது மற்றும் எதிர்மறை). சிறந்த டையோடு சட்டத்தால் கணிக்கப்பட்டதை விட மெதுவான அதிகரிப்பு விகிதத்தை மாதிரியாக்குவதற்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட ஒரு சிறந்த காரணி. இது T = 290 கெல்வின்களில் தோராயமாக 25 mV க்கு சமமான வெப்ப மின்னழுத்தமாகும். இந்த சமன்பாடு அதிகப்படியான தலைகீழ் கசிவு அல்லது முறிவு நிகழ்வுகள் போன்ற இலட்சியமற்ற நடத்தையை மாதிரியாகக் கொண்டிருக்கவில்லை. இந்த சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, மின்தடையின் மீது உள்ள டையோடு மின்னோட்டம் அதிகமாக இருக்கும்போது குறைந்த மின்தடையை வெளிப்படுத்துகிறது. குறிப்புஃ வேறுபட்ட அல்லது நேர மாறுபடும் டையோடு மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்தத்தைக் குறிக்க, சிறிய எழுத்து மற்றும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு p-n டையோடின் n மற்றும் p பக்கங்களுக்கு இடையிலான குறைப்பு அடுக்கு இரண்டு டையோடு தொடர்புகளை பிரிக்கும் ஒரு இன்சுலேடிங் பகுதியாக செயல்படுகிறது. எனவே, தலைகீழ் சார்பில் உள்ள டையோடு ஒரு குறைப்பு அடுக்கு கொள்ளளவை வெளிப்படுத்துகிறது, சில நேரங்களில் மிகவும் தெளிவற்ற முறையில் ஒரு சந்திப்பு கொள்ளளவு என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது தொடர்புகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்கடத்தா இடைவெளியுடன் இணையான தட்டு மின்தேக்கிக்கு ஒத்திருக்கிறது. தலைகீழ் சார்பு நிலையில், குறைப்பு அடுக்கின் அகலம் அதிகரித்து வரும் தலைகீழ் சார்பு மூலம் விரிவுபடுத்தப்படுகிறது, அதன்படி கொள்ளளவு குறைகிறது. எனவே, இந்த சந்திப்பு மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய மின்தேக்கியாக செயல்படுகிறது. ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட ஒரு பரிமாண மாதிரியில், சந்தி கொள்ளளவு பின்வருமாறுஃ சாதனத்தின் பரப்பளவு, தொடர்புடைய குறைக்கடத்தி மின்கடத்தா அனுமதி, மின்சார மாறிலி மற்றும் குறைப்பு அகலம் (நடமாடும் கேரியர் அடர்த்தி மிகக் குறைவாக இருக்கும் பகுதியின் தடிமன்). முன்னோக்கி சார்புகளில், மேலே உள்ள குறைப்பு-அடுக்கு கொள்ளளவு தவிர, சிறுபான்மை கேரியர் சார்ஜ் ஊசி மற்றும் பரவல் ஏற்படுகிறது. முன்னோக்கி சார்பு மாற்றத்துடன் ஏற்படும் சிறுபான்மை கேரியர் கட்டணத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தை வெளிப்படுத்தும் ஒரு பரவல் கொள்ளளவு உள்ளது. சேமிக்கப்பட்ட சிறுபான்மை கேரியர் கட்டணத்தைப் பொறுத்தவரை, டையோடு மின்னோட்டம் பின்வருமாறுஃ சிறுபான்மை கேரியர்களின் பரவலுடன் தொடர்புடைய கட்டணம் எங்கே, மற்றும் போக்குவரத்து நேரம், ஊசி பகுதியைக் கடக்க சிறுபான்மை கட்டணத்திற்கு எடுக்கும் நேரம், பொதுவாக 0.1-100 NS. இந்த அடிப்படையில், பரவல் கொள்ளளவு இவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறதுஃ பொதுவாக, முன்னோக்கி சார்புகளில் வழக்கமான மின்னோட்ட நிலைகளுக்கு, இந்த கொள்ளளவு குறைப்பு அடுக்கு கொள்ளளவை விட அதிகமாக உள்ளது. நிலையற்ற பதில் டையோடு என்பது மிகவும் நேரியல் அல்லாத சாதனமாகும், ஆனால் சிறிய-சமிக்ஞை மாறுபாடுகளுக்கு அதன் பதிலை ஒரு சிறிய-சமிக்ஞை சுற்றுவட்டத்தைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யலாம், இது ஒரு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அமைதியான டிசி சார்பு புள்ளியின் (அல்லது க்யூ-புள்ளி) அடிப்படையில் சமிக்ஞை மாறுபடும் என்று கருதப்படுகிறது. மின்னோட்டம் மற்றும் எதிர்ப்புடன் நார்டன் மூலத்தால் இயக்கப்படும் ஒரு டையோடுக்கான சமமான சுற்று காட்டப்பட்டுள்ளது. வெளியீட்டு முனையில் கிர்ச்சோஃப்பின் மின்னோட்ட விதியைப் பயன்படுத்துதல்ஃ டையோட் பரவல் கொள்ளளவு, டையோட் சந்திப்பு கொள்ளளவு (குறைப்பு அடுக்கு கொள்ளளவு) மற்றும் டையோட் ஆன் அல்லது ஆஃப் எதிர்ப்பு, அனைத்தும் அந்த Q-புள்ளியில். இந்த சுற்றால் வழங்கப்படும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் பின்வருமாறுஃ இங்கு | | இணையான எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது. இந்த டிரான்ஸ் ரெசிஸ்டன்ஸ் பெருக்கி ஒரு மூலையில் அதிர்வெண் அல்லது கட்ஆஃப் அதிர்வெண் குறிக்கப்படுகிறதுஃ மற்றும் அதிர்வெண்களுக்கு ஆதாயம் மின்தேக்கிகள் ஷார்ட்-சர்க்யூட் மின்தடையின் அதிர்வெண்ணுடன் உருண்டு செல்கிறது, டையோடு இயக்கப்படும்போது போலவே, டையோடு எதிர்ப்பு மற்றும் கொள்ளளவு வழங்குவதற்கு மேலே காணப்படும் வெளிப்பாடுகளும்ஃ இது மூலையில் அதிர்வெண்ணை டையோடு போக்குவரத்து நேரத்துடன் தொடர்புபடுத்துகிறது. தலைகீழ் சார்பில் இயக்கப்படும் டையோட்களுக்கு, பூஜ்ஜியம் மற்றும் மூலையில் அதிர்வெண் என்ற சொல் பெரும்பாலும் வெட்டு அதிர்வெண்ணால் மாற்றப்படுகிறது. எவ்வாறாயினும், தலைகீழ் சார்புகளில் டையோடு எதிர்ப்பு மிகவும் பெரியதாகிறது, இருப்பினும் சிறந்த டையோடு சட்டம் குறிப்பிடுவது போல் எல்லையற்றது அல்ல, மேலும் இது ஓட்டுநரின் நார்டன் எதிர்ப்பை விட குறைவாக உள்ளது என்ற அனுமானம் துல்லியமாக இருக்காது. சந்தி மின்தேக்கி சிறியது மற்றும் தலைகீழ் சார்பைப் பொறுத்தது கட்ஆஃப் அதிர்வெண் பின்னர்ஃ மற்றும் தலைகீழ் சார்புடன் மாறுபடும், ஏனெனில் மொபைல் கேரியர்களால் குறைக்கப்பட்ட இன்சுலேடிங் பகுதியின் அகலம் அதிகரித்து வரும் டையோடு தலைகீழ் சார்புடன் அதிகரிக்கிறது, இது மின்தேக்கியைக் குறைக்கிறது. மேலும் காண்க p-i-n டையோடுகள் குறிப்புகள் டையோட்கள் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள்