二極管將是下述內(nèi)容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對它的相關(guān)情況以及信息有所認識和了解,詳細內(nèi)容如下。
一、二極管PN 結(jié)詳解
二極管的單向?qū)щ娞匦杂猛竞軓V,到底是什么原因讓電子如此聽話呢?它的微觀機理是什么呢?這里簡單形象介紹一下。
假設(shè)有一塊 P 型半導(dǎo)體(用黃色代表空穴多)和一塊 N 型半導(dǎo)體(用綠色代表電子多),它們自然狀態(tài)下分別都是電中性的,即不帶電。如圖 2 所示。
圖 2 :P 型和 N 型半導(dǎo)體
把它們結(jié)合在一起,就形成 PN 結(jié)。邊界處 N 型半導(dǎo)體的電子自然就會跑去 P 型區(qū)填補空穴,留下失去電子而顯正電的原子。相應(yīng) P 型區(qū)邊界的原子由于得到電子而顯負電,于是就在邊界形成一個空間電荷區(qū)。為什么叫“空間電荷區(qū)”?是因為這些電荷是微觀空間內(nèi)無法移動的原子構(gòu)成的。
空間電荷區(qū)形成一個內(nèi)建電場,電場方向由 N 到 P,這個電場阻止了后面的電子繼續(xù)過來填補空穴,因為這時 P 型區(qū)的負空間電荷是排斥電子的。電子和空穴的結(jié)合會越來越慢,最后達到平衡,相當于載流子耗盡了,所以空間電荷區(qū)也叫耗盡層。這時 PN 結(jié)整體還呈電中性,因為空間電荷有正有負互相抵消。如圖 3 所示。
圖 3 :PN 結(jié)形成內(nèi)建電場
外加正向電壓,電場方向由正到負,與內(nèi)建電場相反,削弱了內(nèi)建電場,所以二極管容易導(dǎo)通。 綠色箭頭表示電子流動方向,與電流定義的方向相反。 如圖 4 所示。
圖 4 :正向?qū)顟B(tài)
外加反向電壓,電場方向與內(nèi)建電場相同,增強了內(nèi)建電場,所以二極管不容易導(dǎo)通。 如圖 5 所示。 當然,不導(dǎo)通也不是絕對的,一般會有很小的漏電流。 隨著反向電壓如果繼續(xù)增大,可能造成二極管擊穿而急劇漏電。
圖 5 :反向不導(dǎo)通狀態(tài)
圖 6 是二極管的電流電壓曲線供參考。
圖 6 :二極管電流電壓曲線
圖 7 形象的展示了不同方向二極管為什么能導(dǎo)通和不能導(dǎo)通,方便理解。
圖 7 :不同方向?qū)ㄐЧ煌?
二、二極管壓降
(一)二極管壓降的意思二極管的壓降是指通過二極管時,電壓降低的情況。在正向工作時,當二極管接到電源時,會從正極流入電流,從負極流出電流,即所謂的正向電流,在這個過程中二極管會有一定的電壓降,這稱為正向壓降。而在反向工作時,二極管會有一定的反向電流通過,在此時會出現(xiàn)反向電壓,這稱為反向壓降。因此,二極管的電壓降為正向壓降和反向壓降兩種情況。(二)二極管壓降最小二極管的壓降大小決定了其在電路中的實際應(yīng)用效果,即功耗也會受到影響,因此,二極管的壓降越小,其效率就越高。通常情況下,二極管壓降最小的類型、貨號所對應(yīng)的多為肖特基二極管,因為肖特基二極管的設(shè)計理念是低壓降的設(shè)計,其反向壓降只有幾十mV,所以肖特基二極管可以被稱為“低壓降二極管”。肖特基二極管一般會在電源電壓比較低的情況下使用,而在高電流的情況下也極難使用,因為它的導(dǎo)通壓降相對較低,其導(dǎo)通能力也比較弱,不適合在大功率、高電流的情況下使用。
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