PN结上为什么加正向电压可以导通?
一、PN结上为什么加正向电压可以导通?
将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。一块单晶半导体中 ,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区就是PN结。 PN结加正向电压时,外加的正向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对电子扩散运动的阻碍减弱,扩散电流加大。PN结呈现低阻性。 PN结加反向电压时,外加的反向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相同,加强了内电场。内电场对电子扩散运动的阻碍增强,扩散电流大大减小,PN结呈现高阻性。 PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。所以PN结具有单向导电性。
二、pn结正向电压接法?
二极管的正向接法就是,正电位接二极管的正极,负电位接二极管的负极。即电路原理上,让二极管的正极处于高电位,负极处于低电位的接法,就是二极管的正向接法。
二极管存在着正向最大电流的限制;存在着反向电压的最大值限制;现在的二极管基本都出现在整流电路当中和集成线路当中。
扩展资料:
导电特性
二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
1、正向特性
在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门坎电压”,又称“死区电压”,锗管约为0.1V,硅管约为0.5V)以后,二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。
2、反向特性
在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
工作原理
晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn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pn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,pn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。pn结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。
三、pn结上加正向电压pn结处于什么状态?
pn结上加正向电压pn结处于导通状态
当PN结加正向电压时,P区中空穴(正电荷)在电源正极的排斥下向N区移动,到了N区后,又在电源负极的吸引下,向电源负极移动。
同理,N区的电子(负电荷)在电源负极的排斥下,向P区移动,到了P区后有在电源正极的吸引下向电源正极移动。这样就会在PN结种形成持续的电流,也就是说,PN结导通了。所以只要给PN结加正向电压PN结就会导通。PN结加正向电压及PN结电导调制作用。
(1)PN结加上正向电压的情况 将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相反,消弱了PN结内电场,使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流,并随着外加电压的升高而迅速增大,即PN结加正向电压时处于导通状态。
(2)PN结 加上反向电压的情况 将PN结的P区接电源负极,N区接电源正极,此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相同,加强了PN结内电场,多数载流子在电场力的作用下难以通过PN结反向电流非常微小,即PN结加反向电压时处于截止状态。
四、pn结导通死区电压原因?
是这样的,所谓死区电压:
由于PN结内部有自建电场,电子和空穴的漂移作用,其内部本身就具有一定的电能,也就是说它的内部本身带有电荷,我们利用它的单向导电性,其实就是给PN结加上外部电压,破坏了它内部自建电场的平衡,当然!这需要达到一定的电压值,至少要高于PN结内部的自建电场。
也由于二极管内部的材料是半导体,它对电压有一定的阻力。
电压过低,则无法破坏PN结内部的自建场,所以不同材料的管子,也就有不同的死区电压。
常用的硅管PN结死区电压为0.7-0.8V,锗管为0.1-0.3V
五、pn结电压大于多少导通?
根据导通程度和型号的不同,NP结正向导通后的电压可以在0.6~1.2V之间变化(硅管),如果你说的是三极管的集电结,那个变化范围就更大了,从饱和状态的0.3V左右到上百V都有。
PN分硅材料和锗材料,硅材料的导通电压约0.7V,锗材料的导通电压约0.3V。三极管中的2个PN结的导通电压基本相同,只是反向耐压不同,发射结的耐压小于集电结的耐压。
六、pn结加正向电压时电流方向?
1、正向电压(正向偏置):PN结的P区接电源的正极,N区接电源的负极;
2、PN结加正向电压时,在PN结上会形成方向从P指向N的外电场,这个外电场的方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场的作用,使漂移运动和扩散运动的平衡被打破,扩散运动加强。由于这时扩散了的多子可以由外电场得到源源不断的补充,形成了流入P区的电流,称为正向导通电流。又因为这个电流是由多子形成的,其值比较大,此时PN结的内阻较小,类似于开关闭合。
七、pn结正向电压过高?
二极管的参数应该是电流和反向电压,在它的允许的电流范围内,正向导通的二极管两端的电压为0.7V,所以正向电压在正常的电流下不会损坏PN结。
PN结的正向电压是P区接电源的正极,N区接电源的负极。PN结接正向电压时,会形成方向从P指向N的外电场,这个外电场的方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场的作用,使漂移运动和扩散运动的平衡被打破,扩散运动加强。
八、pn结加正向电压时处于什么状态?
当PN结加正向电压时,P区中空穴(正电荷)在电源正极的排斥下向N区移动,到了N区后,又在电源负极的吸引下,向电源负极移动。
同理,N区的电子(负电荷)在电源负极的排斥下,向P区移动,到了P区后有在电源正极的吸引下向电源正极移动。这样就会在PN结种形成持续的电流,也就是说,PN结导通了。所以只要给PN结加正向电压PN结就会导通。
九、pn结正向导通原理?
将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。一块单晶半导体中 ,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区就是PN结。
PN结加正向电压时,外加的正向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对电子扩散运动的阻碍减弱,扩散电流加大。PN结呈现低阻性。
PN结加反向电压时,外加的反向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相同,加强了内电场。内电场对电子扩散运动的阻碍增强,扩散电流大大减小,PN结呈现高阻性。
PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。所以PN结具有单向导电性。
十、pn结加正向电压耗尽层的变化?
平衡状态下的PN结中扩散电流与漂移电流相等,加正向偏压后,正向电压落在空间电荷区并与空间电荷区,自建电场的电压方向相反,等于削弱了自建电场,空间电荷区势垒降低,扩散电流超过了漂移电流,使PN结导通。
随着正向电压的增大,空间电荷区长度缩短,势垒变低,电压变低。
PN结指:采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结(英语:PN junction)。
PN结具有单向导电性,是电子技术中许多器件所利用的特性,例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础
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