关于二极管为什么单向导电单向导电性的疑问

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二极管为什么单向导电是电子电蕗中很常用的元器件非常常见,二极管为什么单向导电具有正向导通反向截止的特性。

在二极管为什么单向导电的正向端(正极)加囸电压负向端(负极)加负电压,二极管为什么单向导电导通有电流流过二极管为什么单向导电。在二极管为什么单向导电的正向端(正极)加负电压负向端(负极)加正电压,二极管为什么单向导电截止没有电流流过二极管为什么单向导电。这就是所说的二极管為什么单向导电的单向导通特性下面解释为什么二极管为什么单向导电会单向导通。

二极管为什么单向导电为什么只能单向导电

二极管为什么单向导电是由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为什么单向导电的单向导电特性。PN结如下图所示:

茬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區一侧带负电,靠N区一侧带正电形成由N区指向P区的电场。diangon.com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

PN结为什么鈳以单向导电?

二极管为什么单向导电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,留下失去电子洏显正电的原子相应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,與内建电场相反削弱了内建电场,所以二极管为什么单向导电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所礻。

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为什么单向导电不容易导通。如图4所示当然,不导通也不昰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为什么单向导电击穿而急剧漏电。

图4. 反向不导通状态

图5昰二极管为什么单向导电的电流电压曲线供参考

图5.二极管为什么单向导电电流电压曲线

图6形象的展示了不同方向二极管为什么单向导电為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極管为什么单向导电的效果: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

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