1 二极管特性

  1. 正向偏置导通后,硅管的管压降约为0.7V,锗管的管压降约为0.3V。

  2. 注意反向击穿电压。

  3. 电路符号。

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2 PN结形成

P(Positive)型和N(Negative)型可根据它们的载流子(载流子说得比较学术,其实就是导体里面能流动的带电粒子,为电子或者是空穴,空穴可以看作是带正电的电子)来区分。

  • P型掺杂三价元素主要包括硼(B)、铝(AI),容易得到自由电子,变成负离子。

  • N型掺杂五价元素主要是磷(P),容易失去自由电子,变成是正离子。

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当P型半导体和N型半导体相接触时,由于两种半导体的掺杂原子种类和浓度不同,会产生电子和空穴的扩散运动。在P型半导体中,空穴浓度较高,电子浓度较低,而在N型半导体中,电子浓度较高,空穴浓度较低。

由于电子和空穴的扩散运动,P型半导体和N型半导体之间形成了一个电势差,并产生了电场。这个电势差和电场在PN结的两侧形成了一个电势垒。

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1.1 PN结接正向电压

当PN结接正向电压时,即P型区接电源的正极,N型区接电源的负极。这时外加电源形成的电场就会与内电场方向相反,而当外电场的强度超过内电场的时候,PN结就导通了,这时电子就可以从PN结通过。

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1.2 PN结接反向电压

当PN结接反向电压时,P型区的空穴会被电子抵消掉,而N型区电子会流动到电源的正极,这样一来,会有助于内电场强度增强,更不利于电子通过PN结。内电场不停地增强,会超过外部电源形成的电场强度,超过之后,电子就不能够通过PN结了。在外部看来,就是反向电阻无穷大了。

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2 二极管的伏安特性

二极管的伏安特性是指加在二极管两端电压和流过二极管的电流之间的关系,用于定性描述这两者关系的曲线称为伏安特性曲线。通过晶体管图示仪观察到硅二极管的伏安特性如下图所示。

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  1. 当外加正向电压超过死区电压时,PN结内电场几乎被抵消,二极管呈现的电阻很小,正向电流开始增加,进入正向导通区,但此时电压与电流不成比例如AB段。随外加电压的增加正向电流迅速增加,如BC段特性曲线陡直,伏安关系近似线性,处于充分导通状态。

  2. 二极管导通后两端的正向电压称为正向压降(或管压降),且几乎恒定。硅管的管压降约为0.7V,锗管的管压降约为0.3V。

  3. 当反向电压增大到一定数值时(图中D点),反向电流急剧加大,进入反向击穿区,D点对应的电压称为反向击穿电压。二极管被击穿后电流过大将使管子损坏,因此除稳压管外,二极管的反向电压不能超过击穿电压。

参考

参考1: 二级管工作原理(PN结原理)学习