二极管:二极管的定义,符号和类型

什么是二极管

什么是二极管?

一个二极管被定义为仅进行的双端子电子元件当前的在一个方向上(只要它在指定的电压水平内运行)。理想二极管的电压为零电阻在一个方向上,在相反的方向上有无限的阻力。

虽然在现实世界中,二极管不能达到零电阻或无限电阻。相反,二极管在一个方向上的电阻可以忽略不计(以允许电流流动),而在相反方向上的电阻非常高(以允许电流流动)避免电流)。二极管有效地像阀门一样电路

半导体二极管是最常见的二极管的类型。只有在正向(即“低电阻”方向)存在某个阈值电压时,这些二极管才开始导电。二极管被称为"正向偏压“当沿着这个方向进行电流时。当沿反向的电路内连接(即“高电阻”方向)时,二极管被称为“反向偏见“。

二极管被称为"正向偏压“当沿着这个方向进行电流时。当沿反向的电路内连接(即“高电阻”方向)时,二极管被称为“反向偏见“。

当反向电压在规定范围内时,二极管仅在反向(即反向偏置时)阻断电流。在这个范围以上,反向的障碍突破。发生这种击穿的电压称为“反向击穿电压”。

电压电路高于反向击穿电压,二极管能够在相反方向上传导电力(即“高电阻”方向)。这就是为什么在实践中我们说二极管在反向方向上具有高电阻 - 而不是无限的电阻。

一个PN结是半导体二极管的最简单形式。在理想的条件下,当正向偏置时,该PN结随着短路,并且当处于反向偏置时作为开路电路。名称二极管来自“di-ode”,这意味着具有两个电极的设备。二极管常用于许多电子项目,并包含在许多中yabo和365哪个平台更大最好的Arduino入门工具包

二极管符号

二极管的符号如下所示。箭头在前向偏置条件下的常规电流方向上的指向。这意味着阳极连接到P侧,并且阴极连接到N侧。

二极管符号

我们可以通过在硅或锗晶体块的另一部分掺杂在一个部分和三价或受体杂质中通过掺杂五价或供体杂质来创建简单的PN结二极管。

这些掺杂物在块的中间形成一个PN结。我们也可以通过加入a来形成PN结p型半导体n型半导体以及一种特殊的制造技术。与p型相连的端子为阳极。与n型端相连的端子为阴极。

二极管

二极管工作原理

二极管的工作原理取决于n型和p型的相互作用 Semico合。n型半导体有大量的自由电子和很少数量的空穴。换句话说,我们可以说在n型半导体中自由电子的浓度很高,空穴的浓度很低。

N型半导体中的自由电子称为多数电荷载体,并且n型半导体中的孔称为少数折射载流子。

p型半导体具有高空穴浓度和低自由电子浓度。p型半导体中的空穴为主要载流子,p型半导体中的自由电子为少数载流子。

如果你更喜欢关于二极管是什么的视频,看看下面的视频:

公正的二极管

现在让我们看看当一个n型区域和一个p型区域接触时会发生什么。这里由于集中差异,多数载流子从一侧扩散到另一侧。当p型区域中孔的浓度高并且在n型区域中低,孔开始从p型区域扩散到n型区域。

同样,在n型区域中,自由电子的浓度高,并且在p型区域中低,并且由于这个原因,自由电子开始从n型区域扩散到p型区域。

扩散到来自N型区域的p型区域中的自由电子将在那里可用的孔重新组合并在p型区域中产生未发现的负离子。以相同的方式,扩散到来自p型区域的n型区域的孔将重新结合那里可用的自由电子,并在n型区域中产生未被覆盖的正离子。

这样,在这两种半导体的结线上,p型一侧会出现一层负离子,n型区域会出现一层正离子。裸露的正离子层和裸露的负离子在二极管中间形成一个区域,那里没有载流子,因为所有的载流子在这个区域重新组合。由于缺乏载流子,这个区域称为耗竭区。

二极管电路图

耗尽区形成后,二极管内载流子不再从一侧向另一侧扩散。这是由于在耗竭区出现的电场会阻止载流子进一步从一端移到另一端。

n型侧未暴露的正离子层的电势将抵消p型侧的空穴,p型侧未暴露的负离子层的电势将抵消n型侧的自由电子。这意味着在结处会产生一个势垒来阻止载流子的进一步扩散。

向前偏置二极管

现在我们来看看,如果一个源的正极连接到二极管的p型端,而源的负极连接到二极管的n型端,如果我们从0开始慢慢增加源的电压,会发生什么。

在开始时,没有电流流过二极管。这是因为虽然有一个外部电场应用在二极管,大多数载流子仍然没有得到足够的外部电场的影响,以越过耗尽区域。正如我们所说的,耗竭区是阻挡大多数载流子的势垒。

这个势垒叫做正向势垒。大多数载流子只有当外加电压在结上大于正向势垒电位时才开始越过正向势垒。对于硅二极管,正向势垒电位是0.7伏特,对于锗二极管,是0.3伏特。

当外部施加两端的正向电压变得大于前向阻挡电位时,自由的多个电荷载波开始穿过屏障并有助于前进二极管电流。在这种情况下,二极管将表现为短路路径,并且前电流仅受到二极管的外部连接电阻的限制。

向前偏置二极管

反向偏置二极管

现在让我们看看如果我们把负极连接起来会发生什么电压源电压源的正极到二极管的n型侧。在这种情况下,由于源的负电势的静电吸引,p型区域的空穴将远离结,在结处留下更多的未暴露的负离子。

同样,n型区域的自由电子也会从结向电压源的正极方向偏移,从而在结中留下更多未覆盖的正离子。

由于这种现象,耗尽区变宽。二极管的这种情况称为反向偏置条件。在这种情况下,没有多数载体通过交界处穿过交界处,而是远离交界处。以这种方式,二极管阻止当它反向偏置时的电流流。

正如我们在本文开始时所讲的,在p型半导体中总有一些自由电子,在n型半导体中总有一些空穴。半导体中这些相反的载流子称为少数载流子。

在反向偏置条件下,孔在n型侧发现本身会容易地横跨偏向偏置的耗尽区域,因为耗尽区域的场不存在,而是有助于少数屈光度载流子交叉耗尽区域。

因此,有一个微小的电流从二极管的正极流向负极。由于二极管中少数载流子的数量非常小,所以电流的振幅非常小。这种电流称为反向饱和电流。

如果二极管两端的反向电压超出了安全值,由于较高的静电力,并且由于少数群电荷载流子与原子碰撞的较高动能,则许多共价键被破坏,以贡献大量的自由电子孔二极管的对和过程是累积的。

产生的大量载流子将在二极管中产生巨大的反向电流。如果电流不受连接到二极管电路的外部电阻的限制,则二极管可能永久损坏。

反向偏置二极管

二极管的类型

类型的二极管包括:

  1. 齐纳二极管
  2. PN结二极管
  3. 隧道二极管
  4. 变容二极管
  5. 肖特基二极管
  6. 光电二极管
  7. PIN二极管
  8. 激光二极管
  9. 雪崩二极管
  10. 发光二极管
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