Quelle est la différence de potentiel entre une diode déconnectée? [dupliquer]

Selvaratnam Lavinan

Quelle est la différence de potentiel entre une diode déconnectée? [dupliquer]


Cette question a déjà une réponse ici:

Je pense que la différence de potentiel entre les diodes déconnectées devrait être nulle, mais comment? entrez la description de l'image ici

le dernier graphique indique qu’il existe une différence de potentiel entre les deux extrémités d’une diode. alors comment peut-il être zéro?

Jim

pourquoi vous attendriez-vous à un courant?

Réponses


 John Rennie

Si vous prenez une diode qui n’est connectée à rien, nous obtenons la couche d’épuisement habituelle à la jonction PN:

Diode déconnectée

Et nous obtenons une différence de potentiel générée à travers la jonction. Supposons que nous connections maintenant les deux côtés de la diode avec un fil externe, puis une deuxième zone d’appauvrissement se développe au niveau des connexions avec le fil:

Diode connectée

Et cette zone d’appauvrissement a un potentiel égal et opposé à la zone d’appauvrissement à la jonction.

Ainsi, lorsque nous connectons le fil pour la première fois, il y a un courant transitoire pendant que la deuxième zone d’appauvrissement s’accumule, mais le courant s’arrête dès que le potentiel à travers la deuxième zone équilibre celui à travers la jonction. Si nous déconnectons maintenant le flux d’électrons externes à travers la jonction PN et la deuxième zone d’appauvrissement disparaît.

Diablotin

que signifient les couleurs? J’ai l’impression que les deux bandes extérieures doivent être inversées par rapport aux deux intérieures.

John Rennie

@Eoin: le rose est un excès de trous et le bleu est un excès d’électrons. La deuxième zone est formée par le même mécanisme que la première. Les électrons diffusent (à travers le fil) du côté N vers le côté P jusqu’à ce qu’ils soient équilibrés par le potentiel à travers la zone d’appauvrissement.

WhatRoughBeast

Je vous prie de ne pas être d’accord, du moins en ce qui concerne la question initiale. Le diagramme montre une tension aux bornes de la diode, mais c’est uniquement parce qu’aucun courant n’est autorisé à circuler. Votre argument de court-circuit est parfaitement vrai, mais ne répond pas à la question du PO.


 Jim

Le courant ne circule entre deux points qu’en cas de différence de potentiel entre les points. Aucun courant signifie aucun pd. La figure que vous avez montrée est la répartition de la charge à la jonction PN, cela crée une barrière potentielle que la charge doit surmonter pour traverser la barrière, ce n’est pas une tension qui peut être utilisée pour provoquer un flux de courant. Par exemple, si vous deviez connecter les fils de la diode ensemble, le courant ne devrait pas découler de la conservation de l’énergie.

M. Enns

Alors, dites-vous qu’il n’y a pas de différence de potentiel entre une batterie qui n’est pas connectée à un circuit ou une prise électrique sans rien connecté?

Jim

ce n’est pas une batterie, c’est une barrière

Diablotin

@jim, c’est une vue limitée de ce qu’est une différence potentielle. Dans l’espace libre, il peut y avoir une différence de potentiel entre deux points, ce qui donne lieu à un champ électrique entre eux.

Jim

C’est vrai, mais je limite la discussion aux batteries connectées à des composants où les porteurs de charge mobiles peuvent se déplacer.


 Quantumwhisp

Je suppose maintenant que ce qui vous embrouille, c’est que ce n’est pas un élément actif, mais d’après l’image, vous supposeriez que la connexion des extrémités de la diode créerait un courant électrique en raison de la différence de potentiel que vous voyez.

Pour moi, la confusion a toujours été de savoir comment cette diode est capable de « produire de l’énergie » ou du « courant » de nulle part.

L’indice est: si vous connectez les deux extrémités de la diode, la même chose qui se produit à la jonction de la partie p et de la partie n se reproduira: il y aura un courant de la partie p au n -part en raison de la différence de potentiel, mais en même temps il y aura un courant de diffusion en raison des différentes densités d’électrons et de trous dans la partie p et la partie n. Après un court instant, l’équilibre est atteint et il n’y aura donc plus de courant, mais toujours la même différence de potentiel.

Ce serait un autre cas, si vous connectez les deux extrémités de la diode à un matériau conducteur. Dans ce cas, aux deux jonctions, la même chose se produira à la jonction pn. Cela ramènera à nouveau le potentiel des extrémités des conducteurs au même niveau et il n’y aura pas de différence de potentiel.


 WhatRoughBeast

La séparation des charges montrée dans le diagramme est vraie, pour autant qu’elle va. Gardez à l’esprit que le diagramme montre une diode isolée, donc la résistance entre les extrémités des diodes est infinie et aucun courant ne circule.

Le mécanisme d’entraînement derrière la séparation de charge est le mouvement thermique des électrons dans la diode. Si vous deviez placer une résistance suffisamment grande entre les extrémités de la diode, vous pourriez en principe obtenir un courant mesurable à quelque chose comme la tension de la diode. Mouvement perpétuel? Nan. Le processus de séparation des charges fera refroidir le matériau, et s’il n’est pas coché, ce processus se poursuivra jusqu’à ce que le mouvement thermique cesse. en d’autres termes, vous devez chauffer la diode pour qu’elle fonctionne comme générateur.

Et il y a une autre façon de faire le processus: éclairer la diode. Les électrons produits par l’absorption des photons peuvent, en effet, produire des quantités d’énergie utiles – une diode illuminée n’est ni plus ni moins qu’une cellule solaire photovoltaïque.

 

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