Question

电容充电饱和

1.假如现在有一个电池电源4.5V,串联一个电阻,电阻的电压降是1.5V,再串联一个电容,当这个电容充电饱和的时候,它两端的电压应该是4.5V还是3V?
2.在PN结中,空穴和电子作为载流子运动都能产生电流,为什么空穴和电子复合也会有电流产生呢?

Answer 1

1、应该是4.5V，因为当充电饱和的时候，已经回路中已经没有电流，所以电阻上就没有压降，所以电阻相当于一根导线。

2、空穴和电子复合也是一种运动，想象一下电子往左，空穴往右，在中点复合，电子往左相当于电流往右流，空穴往右也相当于电流往右，所以总的电流就往右。

我敢保证二楼的1问回答绝对错误！

Answer 2

第一个问题：本身问题本身就错误了。RC电路中，R没有固定的压降。当电容刚开始充电的时候，电容的电流大，压降小，相应的电路中的电流主要取决于R的电阻，电阻分压后，电阻的压降很大。
当电容接近饱和的时候，电容的电流小，压降接近于4.5V，而此时，电阻的压降很小。
第二个问题：也是思路不对。PN结本身处于电平衡状态，对外不显电性。当自由电子和空穴在外部激发分开之后，就有了电动势。这个电动势，可以通过外围电路产生电流，自由电子经导线传到空穴进行复合。当然也可以经由内部单向导通，进行复合。太阳能就是这原理。
内部单向导通的流程是这样的，N端通过电路的导线获得了电子，P端联接在电源的正端，P端的电子流向了电源的正端，从而让P端形成了空穴。此时N端多余的电子经过PN结，补充给P端。
内部单向导通的过程，是不讨论产生电流的。PN结不产生电流，只是导通了电流。二极管就是这样工作的。

Answer 3

是3V，不是4.5V，因为串联电阻的电压降是1.5V，说明电路有电流，电阻压降是稳定的，因此电容充电到饱和还是3V。
空穴和电子复合过程的本身就是一种电流。

Answer 4

1、电阻上的压降不是个定值，他是遵循欧姆定律随电流大小变化的，电容上充的电压越高电流越小，最终在电容充电饱和的时候,电流减小为零，电阻上的压降当然也为零，所以，这时候电容两端的电压应该是4.5V。
2、电流的定义是电荷的定向移动，不管成因是什么、距离有多远，电荷的定向移动就是电流。空穴和电子复合也需要正负电荷定向移动才能完成，所以，有电流产生，也不奇怪。