在二极管正极加正电压,负极加负电压。称二极管外加正向电压,这时二极管有电流流过,处于导通状态。在二极管正极加负电压,负极加正电压,称二极管外加反向电压,这时二极管无电流流过处于截止状态。这种特性就是二极管的单向导电性。那么二极管为什么只能单向导电呢,下面我们就来了解一下。
首先我们清楚二极管的核心是pn结。因此二极管的单向导电性是由pn结的特性说决定的。在p型和n型半导体的交界面附近,由于n区的自由电子浓度大,于是带负电荷的自由电子会由n区向电子浓度低的p区扩散,扩散的结果使pn结中靠p区一侧带负电,靠n区一侧带正电,形成由n区指向p区的电场。即pn结内电场。内电场将阻碍多数载流子的继续扩散,又称为阻档层。
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。
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以上即为二极管工作原理,同时,也给了二极管只能单向导电的原因分析。