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二极管的特性与工作原理

返回列表来源:新晨阳 发布日期: 2020.06.05 浏览:0

晶体二极管是由P型和N型半导体形成的pn结组成的单向导电二端元器件。在其界面两侧形成空间电荷层,并产生一个自建电场,它所具有的电流方向性,就是一般被我们称为整流的性能。

二极管

当不存在外部施加的电压时,自建电场带来的漂移电流与在pn结两侧的载流子浓度之差引起的扩散电流相等,达到了电平衡状态。当外部施加直流偏压时,自建电场与外部电场的互相抑 制加大了载流子的扩散电流,产生正向电流。而当外部施加反向偏压时,自建电场与外部电场变得更强了,在一定电压范围内形成了和反向偏压值无相关的反向饱和电流。若此反向电压高到一定程度的话,pn结空间电荷层中的电场强度则会达到一个临界值,发生载流子倍增及大量电子-空穴对产生的现象,出现一个很大值的反向击穿电流,这就是常提到的二极管击穿现象。

二极管

依据这样的反向击穿原理可以分为雪崩击穿、齐纳击穿两种。当反向电压增加到一个较大的值时,所施加的电场增加了电子的漂移速度,使之发生与共价键中价电子的碰撞,价电子从共价键中脱离出来,产生的新电子-空穴对被电场加速,并和其他价电子碰撞,此时载流子雪崩增加,导致电流急剧增 大,这种击穿现象我们称之为雪崩击穿。而在高掺杂浓度条件下,由于反向电压较大而势垒区宽度较小,势垒区的共价键结构被破坏导致价电子的脱离,产生了电子-空穴对,导致电流急剧增 大,这样的击穿现象我们称之为齐纳击穿。如果掺杂浓度低,势垒区的宽度宽,并且不容易发生齐纳击穿。不管是哪种击穿,如果电流不受限 制,可能会发生PN结的永 久性损坏。



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