Question

二极管单向导通原理

Answer 1

PN结在未加外加电压时，扩散运动与漂移运动处于动态平衡，通过PN结的电流为零。
当电源正极接P区，负极接N区时，称为给PN结加正向电压或正向偏置，由于PN结是高阻区，而P区和N区的电阻很小，所以正向电压几乎全部加在PN结两端。在PN结上产生一个外电场，其方向与内电场相反，在它的推动下，N区的电子要向左边扩散，并与原来空间电荷区的正离子中和，使空间电荷区变窄。同样，P区的空穴也要向右边扩散，并与原来空间电荷区的负离子中和，使空间电荷区变窄。结果使内电场减弱，破坏了PN结原有的动态平衡。于是扩散运动超过了漂移运动，扩散又继续进行。与此同时，电源不断向P区补充正电荷，向N区补充负电荷，结果在电路中形成了较大的正向电流IF。而且IF随着正向电压的增大而增大。
当电源正极接N区、负极接P区时，称为给PN结加反向电压或反向偏置。反向电压产生的外加电场的方向与内电场的方向相同，使PN结内电场加强，它把P区的多子（空穴）和N区的多子（自由电子）从PN结附近拉走，使PN结进一步加宽， PN结的电阻增大，打破了PN结原来的平衡，在电场作用下的漂移运动大于扩散运动。这时通过PN结的电流，主要是少子形成的漂移电流，称为反向电流 IR。由于在常温下，少数载流子的数量不多，故反向电流很小，而且当外加电压在一定范围内变化时，它几乎不随外加电压的变化而变化，因此反向电流又称为反向饱和电流。当反向电流可以忽略时，就可认为PN结处于截止状态。值得注意的是，由于本征激发随温度的升高而加剧，导致电子-空穴对增多，因而反向电流将随温度的升高而成倍增长。反向电流是造成电路噪声的主要原因之一，因此，在设计电路时，必须考虑温度补偿问题。
　　综上所述，PN结正偏时，正向电流较大，相当于PN结导通，反偏时，反向电流很小，相当于PN结截止。这就是PN结的单向导电性。

Answer 2

利用半导体的单向导电性，制成具有PN结的二脚元件。
起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。

目录

二极管的特性
正向性
反向特性
击穿
二极管的应用
二极管的工作原理
二极管的类型
根据构造分类

根据用途分类
根据特性分类
二极管的导电特性
二极管的主要参数
半导体二极管参数符号及其意义
二极管的识别
LED发光二极管如何分类
二极管型号命名方法
二极管和半导体的关系
测试二极管的好坏

展开

　　
[二极管图示]

二极管图示
编辑本段二极管的特性
编辑本段正向性
　　外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场得阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。
编辑本段反向特性
　　外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
编辑本段击穿
　　外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种形象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
　　二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现已很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
　　二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降为随不同发光颜色而不同。 主要有三种颜色，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V，黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V，绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V，正常发光时的额定电流约为20mA。
　　二极管的电压与电流不是线性关系，所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。
二极管的特性曲线
　　与PN结一样，二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安特性曲线（图）。在二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流极小；当电压超过0.6V时，电流开始按指数规律增大，通常称此为二极管的开启电压；当电压达到约0.7V时，二极管处于完全导通状态，通常称此电压为二极管的导通电压，用符号UD表示。
　　对于锗二极管，开启电压为0.2V，导通电压UD约为0.3V。

在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏。
二极管的反向击穿
　　齐纳击穿
　　反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很小，反向电压较大时，破坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低，势垒区宽度较宽，不容易产生齐纳击穿。
　　雪崩击穿
　　另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时，外加电场使少子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成PN结永久性损坏。
编辑本段二极管的应用
　　1、整流二极管
　　利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。
　　2、开关元件
　　二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。
　　3、限幅元件
　　二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。
　　4、继流二极管
　　在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。
　　5、检波二极管
　　在收音机中起检波作用。
　　6、变容二极管
　　使用于电视机的高频头中。
　　7、显示元件
　　用于VCD、DVD、计算器等显示器上。
　　8、稳压二极管
　　反向击穿电压恒定，且击穿后可恢复，利用这一特性可以实现稳压电路。
编辑本段二极管的工作原理
　　
[二极管实物]

二极管实物
晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。p-n结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

Answer 3

这个是因为二极管有两个半导体的东西。一个叫P型半导体。一个叫N型半导体。一个拥有多数载流子。一个是少数载流子。也就是空穴与电子。一边有一样。当把两个半导体放在一起时，形成一个结。叫PN结。导体通电时是电子流动导电这种道理知道吧。有多数载流子这边加上正电压。此时拥有少数载流子的一边有较多的电子。电子就流向了这一边。电子一流动。就形成了电流。也就让这个二极管导通了。而相反。当少数载流子这边加上正电压。由于电子浓度的原因。少电子这边的电子是不能流到电子多的那边去的。所以就不能形成电子流。也就不能导通了。但是这也是相对的。如果所加电压高到一定程度，也就是他的额定反向电压，二极管就是被击穿。这个击穿也分好多种。什么雪崩击穿啦什么的。但是我们可以这样来认为：叫是软性击穿和永久击穿两种。软性击穿就是断电后能恢复。永久击穿就是已经将二极管的两个结烧坏了。不能用了。

Answer 4

芯片制造工艺第三集-PN结(二极管的单向导电原理)

Answer 5

　　二极管就是由一个PN结构成的.
　　PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻， 我们称PN结导通；
　　PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， 我们称PN结截止。
　　这就是二极管的单向导通原理。