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为什么二极管具有单向导通特性?

2018-2-3 23:18| 发布者: 振兴| 查看: 459| 评论: 0

摘要: 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 ...

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。

二极管为什么只能单向导电?

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:

以上就是我对二极管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。


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