大香网伊人久久综合网

电工学习网

PN结为什么可以单向导电?PN结单向导电原理

2020-3-31 16:17| 编辑:电工学习网| 查看: 986| 评论: 0

摘要: 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 ...
     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1所示。

     图1. P型和N型半导体
     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2所示。

     图2. PN结形成内建电场
     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3所示。

     图3. 正向导通状态
     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4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。

     图4. 反向不导通状态
     图5是二极管的电流电压曲线供参考。

     图5.二极管电流电压曲线
     图6形象的展示了不同方向二极管为什么能导通和不能导通,方便理解。

     图6. 不同方向导通效果不同
     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。

看过《PN结为什么可以单向导电?PN结单向导电原理》的人还看了以下文章:

最新评论

热点文章

|电工学习网 ( )

GMT+8, 2020-4-23 13:54

Powered by © 2011-2020 tfarahan.com 版权所有 免责声明 不良信息举报

技术驱动未来! 电工学习网—专业电工基础知识电工技术学习网站。

栏目导航: 工控家园 | 三菱plc | 西门子plc | 欧姆龙plc | plc视频教程

返回顶部