【導讀】PN連接二極管由p區域和N區組成
，該區域由耗盡區域分離
，該區域存儲了電荷。上一個教程中描述的效果是實現的


，而沒有將任何外部電壓應用於實際的PN連接，從而導致連接處處於平衡狀態。

PN連接二極管由p區域和N區組成，該區域由耗盡區域分離
，該區域存儲了電荷。上一個教程中描述的效果是實現的，而沒有將任何外部電壓應用於實際的PN連接

，從而導致連接處處於平衡狀態。

但是，如果我們要在N型和P型材料的末端進行電氣連接，然後將它們連接到電池源
，則現在存在一個額外的能源來克服潛在的屏障。

添加這種額外能源的效果導致自由電子能夠從一側到另一側越過耗竭區域。 PN連接在潛在屏障的寬度方麵產生的不對稱導電兩個末端裝置，即PN連接二極管。

PNlianjieerjiguanshizhouweijiandandebandaotishebeizhiyi，bingqiejuyoujinzaiyigefangxiangshangtongguozishendediantezheng。danshi，yudianzubutong


，erjiguanxiangduiyushijiadedianyabingbuxianxingdixingwei。querdaizhideshi，tajuyouzhishudedianliu（IV）關係，因此我們無法通過簡單地使用諸如ohm定律之類的方程來描述其操作。

如果在PN連接的兩端之間應用合適的正電壓（正向偏置），則隨著PN連接圍繞耗竭層的寬度降低，它可以為越過連接所需的額外能量提供自由電子和孔。。

通過施加負電壓（反向偏置）huidaozhiziyoudianheconglianjiechucheli

，congerzengjialehaojincengdekuandu。zhejuyouzengjiahuojiangdilianjiebenshendeyouxiaodianzudexiaoguo，congeryunxuhuozuduantongguoerjiguantongguoerjiguandeliudong。

然後，耗盡層隨著反向電壓的應用增加而擴大
，並隨著向前電壓的應用增加而變窄。這是由於PN連接兩側的電氣性能的差異導致物理變化。結果之一會產生糾正，如PN連接二極管靜態IV（電流 - 電壓）特性所示。如下所示，當偏置電壓的極性改變改變時，通過不對稱電流流動顯示了整流。

連接二極管符號和靜態IV特征



PN連接二極管特征

但是

，在我們可以將PN交界處用作實用設備或作為整流設備之前

，我們首先需要偏向連接點，即連接其跨它的電壓。在上麵的電壓軸上，“反向偏置”是指增加潛在屏障的外部電壓電勢。降低潛在障礙的外部電壓被認為朝著“正向偏置”方向起作用。

標準連接二極管有兩個操作區域和三個可能的“偏見”條件，它們是：

1。零偏見- 沒有外部電壓電勢應用於PN連接二極管。

2。反向偏置- 電壓電勢與P型材料和陽性（+VE）連接到二極管上的N型材料

，該材料具有增加Pn連接二極管的寬度的作用。

3。向前偏置- 電壓電勢與p型材料和負（-ve）連接到二極管上的N型材料上，該材料具有降低PN連接二極管寬度的作用。

零有偏連接二極管

當二極管在零偏置條件下連接時，沒有將外部勢能應用於PN連接。但是

，如果將二極管末端縮短在一起，則具有足夠能量以克服潛在屏障的P型材料中的幾個孔（多數載體）將在交界處越過這種屏障潛力。這被稱為“前向電流”，被稱為我同樣，在N型材料（少數載體）中產生的孔，發現這種情況有利，並沿相反方向跨連接。這被稱為“反向電流”，被稱為i r。如下所示，電子和孔在PN連接中來回的這種傳遞稱為擴散。

零偏置PN連接二極管



PN連接零偏見

現在，現在存在的潛在障礙會阻止整個交界處的任何多數載體的擴散。但是，潛在的障礙有助於少數族裔載體（p區域中的幾個自由電子，而在N區域中很少）在交界處漂移。

然後
，當大多數載體相等並且均以相反的方向移動時，將建立“平衡”或平衡，以使淨結果為零電流在電路中流動。當這種情況發生時，據說連接處處於“動態平衡”狀態。

由於熱能而不斷產生少數載體由於沒有電路連接到PN連接。

反向偏見的PN連接二極管

當二極管在反向偏置條件下連接時
，將正電壓應用於N型材料，並將負電壓應用於P型材料。

應用於N型材料的正電壓將電子吸引到正極電極，並遠離交界處
，而P型端的孔也從連接點吸引到負電極。

zhongjieguoshi
，youyuquefadianzihekong，haojincengdezengchangjiaokuan

，bingqiechengxianchugaozukanglujing

，jihushijueyuanti，bingqiezaizhenggelianjiechuchanshenglegaodianweipingzhang，congerzuzhidianliuliuguobandaoticailiao。

由於反向偏置而增加耗盡層



PN連接反向偏置

該條件代表了PN結jie的de高gao電dian阻zu值zhi，並bing且qie實shi際ji上shang零ling電dian流liu流liu過guo連lian接jie二er極ji管guan，偏pian置zhi電dian壓ya增zeng加jia。但dan是shi，一yi個ge非fei常chang小xiao的de反fan向xiang泄xie漏lou電dian流liu確que實shi流liu過guo該gai連lian接jie，通tong常chang可ke以yi在zai微wei型xing重zhong型xing（μA）中測量。

一個點，如果將二極管應用於二極管的反向偏置電壓VR增加到足夠高的值，則由於連接周圍的雪崩效應，會導致二極管的PN連接過熱和失敗。這可能會導致二極管縮短並會導致電路電流的流動，並且在下麵的反向靜態特性曲線中顯示為向下斜率。

連接二極管的反向特性曲線



PN連接二極管反向特性

youshi，zhezhongxuebengxiaoyingzaidianyawendingdianluzhongjuyoushijiyingyong
，zaierjiguanzhongshiyongchuanlianxianzhidianzuqijiangzhezhongfanxiangfenjiedianliuxianzhiweiyushezhi，congerzaizhenggeerjiguanshangchanshenggudingdedianyashuchu。zhexieleixingdeerjiguantongchangchengweiqinaerjiguan，zaihoulaidejiaochengzhongjinxingletaolun。

正向偏見二極管二極管

當二極管在正向偏置條件下連接時，將負電壓應用於N型材料
，並將正電壓應用於P型材料。如果該外部電壓大於潛在屏障的值，則大約。矽的0.7伏和0.3伏的鍺
，潛在的屏障對立將被克服，並且電流將開始流動。

這zhe是shi因yin為wei負fu電dian壓ya將jiang電dian子zi推tui向xiang交jiao界jie處chu
，從cong而er使shi它ta們men能neng夠gou越yue過guo，並bing與yu正zheng向xiang電dian壓ya向xiang相xiang反fan的de方fang向xiang推tui向xiang相xiang反fan的de方fang向xiang。這zhe會hui導dao致zhi零ling電dian流liu的de特te性xing曲qu線xian流liu到dao該gai電dian壓ya點dian
，在zai靜jing態tai曲qu線xian上shang稱cheng為wei“膝蓋”

，然後通過二極管流動的高電流流，外部電壓幾乎沒有增加，如下所示。

連接二極管的正向特征曲線



正向特征

向(xiang)前(qian)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)在(zai)連(lian)接(jie)二(er)極(ji)管(guan)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)導(dao)致(zhi)耗(hao)竭(jie)層(ceng)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)薄(bo)且(qie)狹(xia)窄(zhai)，這(zhe)代(dai)表(biao)了(le)通(tong)過(guo)交(jiao)界(jie)處(chu)的(de)低(di)阻(zu)抗(kang)路(lu)徑(jing)，從(cong)而(er)使(shi)高(gao)電(dian)流(liu)流(liu)動(dong)。在(zai)上(shang)麵(mian)的(de)靜(jing)態(tai)IV特征曲線上表示電流突然增加的點是“膝蓋”點。

由於前進偏置而導致的耗竭層減少



向前偏見

該條件表示穿過PN連接的低電阻路徑，從而使非常大的電流流過二極管，而偏置電壓隻有很小的增加。通過大約0.3V的耗竭層的作用
，晶鍺的耗竭層的作用保持恒定，對於矽連接二極管的作用約為0.7V。

由於二極管可以有效地變成短路，因此可以在此膝蓋上方傳遞“無限”dianliu，yinciyuerjiguanyiqishiyongdianzulaixianzhiqidianliuliuliang。chaoguoqixiangqiandianliuguifanhuidaozhigaishebeiyireliangxingshihaosangengduodegonglv
，erbushiweileshishebeidekuaisuguzhangersheji。

教程摘要

連接二極管的PN連接區具有以下重要特征：

半導體包含兩種類型的移動電荷載體：“孔”和“電子”。

當電子負電荷時
，孔會積極充電。

半導體可能會摻有供體雜質（例如銻（N型摻雜）），因此它包含主要是電子的移動電荷。

半導體可能會摻有受體雜質，例如硼（p型摻雜），因此它包含主要是孔的移動費用。

交界區本身沒有電荷載體，被稱為耗竭區域。

連接（耗盡）區域的物理厚度隨施加的電壓而變化。

當二極管為零時
，偏置不應用外部能源
，並且在耗盡層上產生了自然電勢壘，矽二極管的耗盡層大約為0.5至0.7V，而在鍺二極管的伏特二極管則約為0.3。

當連接二極管向前偏向時，耗盡區域的厚度減小，二極管的作用就像短路，使全電路電流流動。

當連接二極管反向時，耗盡區域的厚度會增加，二極管的作用就像開路阻塞任何電流流動（隻有很小的泄漏電流將流動）。

我們還在上麵看到，二極管是兩個終端非線性裝置

，其靜脈特征取決於極性，這取決於施加電壓的極性，v d二極管是向前偏置的，V d  > 0或反向偏置， V d， V D  <0。無論哪種方式，我們都可以為理想二極管和真實矽二極管建模這些電流 - 電壓特性，如下所示：

理想和真實特征



zaixiayigeguanyuerjiguandejiaochengzhong

，womenjiangzhakanyoushichengweikaiguanerjiguandexiaoxinhaoerjiguan，gaierjiguanzaiyibandianzidianluzhongshiyong。gumingsiyi
，xinhaoerjiguanshejiyongyudiyahuogaopinxinhaoyingyong
，liruzaiwuxiandianhuoshuzikaiguandianluzhong。

信號二極管（例如1N4148）僅jin通tong過guo非fei常chang小xiao的de電dian流liu，而er不bu是shi通tong常chang使shi用yong矽gui二er極ji管guan的de高gao電dian流liu電dian流liu二er極ji管guan。同tong樣yang在zai下xia一yi個ge教jiao程cheng中zhong，我wo們men將jiang檢jian查zha信xin號hao二er極ji管guan靜jing態tai電dian流liu電dian壓ya特te性xing曲qu線xian和he參can數shu。

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