二極管為什么只能單向導電
二極管的核心是PN結。因此二極管的單向導電性是由PN結的特性說決定的。在P型和N型半導體的交界面附近,由于N區的自由電子濃度大,于是帶負電荷的自由電子會由N區向電子濃度低的P區擴散,擴散的結果使PN結中靠P區一側帶負電,靠N區一側帶正電,形成由N區指向P區的電場。即PN結內電場。內電場將阻礙多數載流子的繼續擴散,又稱為阻檔層。
(1)PN結加上正向電壓的情況將PN結的P區接電源正極,N區接電源負極,此時外加電壓對PN結產生的電場與PN結內電場方向相反,消弱了PN結內電場,使得多數載流子能順利通過PN結形成正向電流,并隨著外加電壓的升高而迅速增大,即PN結加正向電壓時處于導通狀態。
(2)PN結加上反向電壓的情況將PN結的P區接電源負極,N區接電源正極,此時外加電壓對PN結產生的電場與PN結內電場方向相同,加強了PN結內電場,多數載流子在電場力的作用下難以通過PN結反向電流非常微小,即PN結加反向電壓時處于截止狀態。
二極管的單向導電性
(1)正極電位〉負極電位,二極管導通;
(2)正極電位〈負極電位,二極管截止。
即二極管正偏導通,反偏截止。這一導電特性稱為二極管的單向導電性。
二極管具有單向導電特性
(1)加正向電壓二極管導通
將二極管的正極接電路中的高電位,負極接低電位,稱為正向偏置(正偏)。此時二極管內部呈現較小的電阻,有較大的電流通過,二極管的這種狀態稱為正向導通狀態。
(2)加反向電壓二極管截止
將二極管的正極接電路中的低電位,負極接高電位,稱為反向偏置(反偏)。此時二極管內部呈現很大的電阻,幾乎沒有電流通過,二極管的這種狀態稱為反向截止狀態。
二極管的特性曲線
1、正向特性
當正向電壓較小時,二極管呈現的電阻很大,基本上處于截止狀態,這個區域常稱為正向特性的“死區”,一般硅二極管的“死區”電壓約為0.5伏,鍺二極管約為0.2伏。
當正向電壓超過“死區”電壓后,二極管的電阻變得很小,二極管處于導通狀態,二極管導通后兩端電壓降基本保持不變,硅二極管約為0.7伏,鍺二極管約為0.3伏。如圖所示。
2、反向特性
(1)反向截止區二極管加反向電壓時,仍然會有反向電流流過二極管,稱為漏電流。漏電流基本不隨反向電壓的變化而變化,稱為反向截止區。
(2)反向擊穿區當加到二極管兩端的反向電壓超過某一規定數值時,反向電流突然急劇增大,這種現象稱為反向擊穿現象。實際應用時,普通二極管應避免工作在擊穿范圍。如圖所示。
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