二极体是电子电路中很常用的元器件,非常常见,二极体具有正向导通,反向截止的特性。

在二极体的正向端(正极)加正电压,负向端(负极)加负电压,二极体导通,有电流流过二极体。在二极体的正向端(正极)加负电压,负向端(负极)加正电压,二极体截止,没有电流流过二极体。这就是所说的二极体的单向导通特性。下面解释为什么二极体会单向导通。

二极体为什么只能单向导电?

二极体是由PN结组成的,即P型半导体和N型半导体,因此PN结的特性导致了二极体的单向导电特性。PN结如下图所示:

在P型和N型半导体的交界面附近,由于N区的自由电子浓度大,于是带负电荷的自由电子会由N区向电子浓度低的P区扩散,扩散的结果使PN结中靠P区一侧带负电,靠N区一侧带正电,形成由N区指向P区的电场。即PN结内电场。内电场将阻碍多数载流子的继续扩散,又称为阻档层。

下面分两种情况讨论PN结的导通特性。

1. PN结加上正向电压

将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,在正向电压作用下,PN结中的外电场和内电场方向相反,扩散运动和漂移运动的平衡被破坏,内电场被削弱,使空间电荷区变窄,多数载流子的扩散运动大大地超过了少数载流子的漂移运动,多数载流子很容易越过PN结,形成较大的正向电流,PN结呈现的电阻很小,因而处于导通状态。

2. PN结 加上反向电压

将PN结的P区接电源负极,N区接电源正极,此时外电场和内电场方向一致,内电场增强,使空间电荷区加宽,对多数载流子扩散运动的阻碍作用加强,多数载流子几乎不运动,但是,增强了的内电场有利于少数载流子的漂移运动,由于少数载流子的数量很少,只形成微小的反向电流,PN结呈现的反向电阻很大,因此处于截止状态。

以上两种情况如下图所示:

以上就是我对二极体单向导通特性问题的回答,希望能在留言区留下评论一起讨论,更多精彩内容请您关注头条号「玩转嵌入式」,谢谢。


这个很简单,下面我将通俗易懂的说一下!

1、PN结的形成

将采用不同的掺杂工艺形成的P型半导体和N型半导体制作在同一块硅板上,在他们的交界处形成了PN结。

P型半导体内部只有带正电荷的空穴可以自由移动,负电荷的负离子不能动。N型半导体内部只有带负电荷的电子可以自由移动,正电荷的离子不能动。

首先,正电荷在P半导体上多,在N半导体上极少,这变形成了物理学上的现象「扩散运动」,正电荷由P半导体上向N半导体上扩散。相同的道理,负电荷在N半导体上多,在P半导体上极少,这也形成了物理学上的现象「扩散运动」,负电荷由N半导体上向P半导体上扩散。

然后,正负电荷在扩散运动过程中,相遇了,他们中和了,泯灭了!

于是原本电荷平衡的PN半导体结合处的电荷平衡打破了。在PN半导体结合处P半导体上,少了正电荷,N半导体上少了负电荷。他们中间形成了空间电荷区。形成的电场力阻止双方电荷自由移动。

2、单向导电性

如果加了负电压,空间电荷区会扩大,进一步阻止双方电荷的自由移动,直到到最后达到平衡,空间电荷区越大,可以移动的电荷越小,电流越小至没有。

如果加了正电压,加到一定程度(硅管0.7V),空间电荷区会消失,那么此时,电荷便可以自由移动了!

这便是二极体单向导电性的原因!


晶体二极体为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。


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