欢迎来到凡亿课堂

微信扫码登录
账号密码登录
手机快捷登录

微信扫一扫,关注后即可登录

免费注册 忘记密码?

快速登录

快速登录

注册

Hi,欢迎加入凡亿课堂

长度6-15位的密码

请输入手机号码

+86
下一步 如需帮助,请致电客服:0731-8388-2355

二极管为什么单向导通的原因

2020-07-03 21:41:22

转载于:电子产品世界

887

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

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


二极管的单向导电性

    二极管是由 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管的单向导电特性。PN 结如图 1 所示。

image.png

 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,又称为阻挡层。 


PN 结详解

    二极管的单向导电特性用途很广,到底是什么原因让电子如此听话呢?它的微观机理是什么呢?这里简单形象介绍一下。  
    假设有一块 P 型半导体(用黄色代表空穴多)和一块 N 型半导体(用绿色代表电子多),它们自然状态下分别都是电中性的,即不带电。如图 2 所示。

image.png把它们结合在一起,就形成 PN 结。边界处 N 型半导体的电子自然就会跑去 P 型区填补空穴,留下失去电子而显正电的原子。相应 P 型区边界的原子由于得到电子而显负电,于是就在边界形成一个空间电荷区。为什么叫“空间电荷区”?是因为这些电荷是微观空间内无法移动的原子构成的。 

 空间电荷区形成一个内建电场,电场方向由 N 到 P,这个电场阻止了后面的电子继续过来填补空穴,因为这时 P 型区的负空间电荷是排斥电子的。电子和空穴的结合会越来越慢,最后达到平衡,相当于载流子耗尽了,所以空间电荷区也叫耗尽层。这时 PN 结整体还呈电中性,因为空间电荷有正有负互相抵消。如图 3 所示。

image.png

 外加正向电压,电场方向由正到负,与内建电场相反,削弱了内建电场,所以二极管容易导通。绿色箭头表示电子流动方向,与电流定义的方向相反。如图 4 所示。

image.png

 外加反向电压,电场方向与内建电场相同,增强了内建电场,所以二极管不容易导通。如图 5 所示。当然,不导通也不是绝对的,一般会有很小的漏电流。随着反向电压如果继续增大,可能造成二极管击穿而急剧漏电。


image.pngimage.png

image.png

 生活中单向导通的例子也不少,比如地铁进站口的单向闸机,也相当于二极管的效果:正向导通,反向不导通,如果硬要反向通过,可能就会因为太大力“反向击穿”破坏闸机了。

声明:本文来源于网络,版权归原作者所有。

如涉及版权或对版权有所疑问,请第一时间与我们联系

微信图片_20200605142056.gif

凡亿课堂(www.fanyedu.com),是凡亿旗下开放式电子学习及技术问答平台,包含电子设计技术课程、凡亿问答、技术专刊、名师直播等版块,横跨知识分享和在线教育两大领域。内容覆盖了嵌入式、单片机、电源设计、模拟技术、PCB设计、PCB仿真、软件开发、Lab应用、IC设计等细分领域品类,汇聚了上百网师,利用平台的在线教学课堂,构建专业电子学习生态圈,方便电子行业学员无界交流。

微信图片_20200605142100.png


评论
已评价!
  • 评分满意度:
    1 2 3 4 5
    非常好
  • 提交评论
      郑振宇
      粉丝:124 阅读:22065
      关注

      最新文章

      热门文章

      文章分类

      凡亿课堂官方二维码

      手机