10.7 : הטיה של צומת P-N

פעולתה של דיודת צומת p-n כרוכה בתנאי הטיה שונים, כולל הטיה קדימה, הטיה הפוכה ושיווי משקל.

בשיווי משקל, לא מופעל מתח חיצוני על צומת p-n. אזור הדלדול נוצר בממשק הצומת עקב דיפוזיה של נשאים, אשר מותיר אחריו דופטנטים טעונים, קבלנים בצד ה-p ותורמים בצד ה-n. מטענים בלתי ניידים אלו יוצרים שדה חשמלי המונע פיזור נוסף של נשאים. דיאגרמת פס האנרגיה הקשורה מראה שרמות הפרמי משני הצדדים מיושרות, מה שמצביע על שיווי משקל. הפוטנציאל המובנה על פני הצומת מונע זרימה נטו של מנשאים על פני הצומת.

כאשר הדיודה מוטה קדימה המתח המופעל מקטין את פוטנציאל המחסום ומצמצם את רוחב אזור הדלדול. כתוצאה מכך, נשאים יכולים לחצות בקלות את הצומת, ודיאגרמת פסי אנרגיה המקבילה מציגה את פסי האנרגיה המתכופפים כלפי מעלה, מה שמצביע על הפחתת פוטנציאל המחסום. הזרם על פני הדיודה תחת הטיה קדימה גדל באופן אקספוננציאלי עם המתח המופעל.

בהטיה הפוכה, המתח החיצוני מופעל בכיוון ההפוך, מרחיב את אזור הדלדול, מגדיל את פוטנציאל המחסום, מקשה על המובילים לחצות את הצומת ומפחית את זרימת הזרם לזרם רוויה הפוך קטן מאוד. דיאגרמת פסי אנרגיה להטיה הפוכה מציגה את פסי האנרגיה מתכופפות כלפי מטה, מה שמצביע על פוטנציאל מחסום מוגבר. הזרם בהטיה הפוכה הוא ערך קבוע קטן. הוא קרוב לזרם הרוויה אך עם הסימן ההפוך, המשקף את הזרימה המינורית של נשאים עקב ייצור תרמי באזור הדלדול.