二极管为什么只能单向导电
二极管的核心是PN结。因此二极管的单向导电性是由PN结的特性说决定的。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。
(1)PN结加上正向电压的情况将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相反,消弱了PN结内电场,使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流,并随着外加电压的升高而迅速增大,即PN结加正向电压时处于导通状态。
(2)PN结加上反向电压的情况将PN结的P区接电源负极,N区接电源正极,此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相同,加强了PN结内电场,多数载流子在电场力的作用下难以通过PN结反向电流非常微小,即PN结加反向电压时处于截止状态。
二极管的单向导电性
(1)正极电位〉负极电位,二极管导通;
(2)正极电位〈负极电位,二极管截止。
即二极管正偏导通,反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。
二极管具有单向导电特性
(1)加正向电压二极管导通
将二极管的正极接电路中的高电位,负极接低电位,称为正向偏置(正偏)。此时二极管内部呈现较小的电阻,有较大的电流通过,二极管的这种状态称为正向导通状态。
(2)加反向电压二极管截止
将二极管的正极接电路中的低电位,负极接高电位,称为反向偏置(反偏)。此时二极管内部呈现很大的电阻,几乎没有电流通过,二极管的这种状态称为反向截止状态。
二极管的特性曲线
1、正向特性
当正向电压较小时,二极管呈现的电阻很大,基本上处于截止状态,这个区域常称为正向特性的“死区”,一般硅二极管的“死区”电压约为0.5伏,锗二极管约为0.2伏。
当正向电压超过“死区”电压后,二极管的电阻变得很小,二极管处于导通状态,二极管导通后两端电压降基本保持不变,硅二极管约为0.7伏,锗二极管约为0.3伏。如图所示。
2、反向特性
(1)反向截止区二极管加反向电压时,仍然会有反向电流流过二极管,称为漏电流。漏电流基本不随反向电压的变化而变化,称为反向截止区。
(2)反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时,反向电流突然急剧增大,这种现象称为反向击穿现象。实际应用时,普通二极管应避免工作在击穿范围。如图所示。
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