图文详解二极管原理 |
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图文详解二极管原理
一. 概述二. PN结扩散运动和漂移运动
三. 导通和截止
一. 概述
小伙伴们,大家好!昨天和几个朋友一起吃饭,聊天过程中说到了二极管,旁边一妹子突然来了一句,二极管是啥,在做的几位顿时语噻,支支吾吾:灯泡?LED?发光管?反正傻傻说不清楚,其中还有一位是学电子的,说起二极管,大家都想起这个吧。 上面说到的那些二极管它们都有一个共同的性能,单向导电性,就是说电流只能从二极管的阳极进去,负极出去,反过来就不行了。为什么呢?二极管中有个叫PN结的东西,就是它阻止了电流逆流。接下来小马哥就给小伙伴们讲讲PN 结。 五价元素(磷)有五个电子,多一个怎么办?多出的一个电子几乎不受束缚,它就自由了,叫它自由电子,这个就是N型半导体。于是,N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体。 扩散运动和漂移运动P型半导体和N型半导体结合后,P区内空穴和N区内自由电子多称为多子,P区内自由电子和N区内空穴几乎为零称为少子,在它们的交界处就出现了自由电子和空穴的浓度差。 P区和N区里面的杂质离子不能任意移动,为啥呀?因为杂质离子被周围的硅原子或者锗原子束缚了。在P和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,在这个区域内,多子已扩散到对方并复合掉了,或者说消耗殆尽了。 P区和N区里面的杂质离子相互作用,N区杂质离子带正电荷,P区杂质离子带负电荷,在空间电荷区形成了内电场,扩散运动的进行使空间电荷区变宽,内电场也变强了。 慢慢的空间电荷区就稳定了。总结来说多子运动叫做扩散运动,少子运动就是漂移运动,当两种运动达到动态平衡就产生了PN结。在PN结加上相应的电级引线和管壳,就构成了半导体二极管。由P区引出的电极成为了正极,由N区引出的电极成为了负极。 三. 导通和截止当PN结加正向导通电压就是把P区引脚加电源正极,N区引脚连接电源负极。电流方向由P区流向N区和PN 结内部的内电场相反,当电压大于内电场电压时,外部的电源抵消了其内电场。 内电场抵消了,有利于扩散运动的进行,空间电荷区慢慢变成了P区和N区,当空间电荷区越来越薄,直到最薄的时候这时候会形成一个扩散电流,这时候二极管也就导通了,这时候的电压称为导通电压。 反向电压增大到一定程度时,反向电流将突然增大。如果外电路不能限制电流,则电流会大到将PN结烧毁,这时候的电压成为击穿电压,这时候二极管就没用了。 硅管导通电压为0.6V(锗管为0.2v),导通时二极管两端的电压保持不变,硅管0.7V(锗管为0.3v),这时候称为正向压降。
稳压二极管利用了二极管反向击穿的特性,稳压二极管都是串联在电路中,当稳压二极管被击穿,尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压上下。 |
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