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  • 1 # 知足常樂0724

    二極體反向不導通是絕緣的原因嗎?

    答;二極體反向不導通不是絕緣的原因。

    半導體之所以能做成晶體二極體,並不是由於它的導電能力介於導體與絕緣之間這一性質。

    在純淨的半導體(又稱本徵半導體)中適當摻入極微量的外來雜質,則半導體的導電能力就會有上百萬倍的增加,這是半導體最突出最顯著的性質。

    一、P型半導體和N型半導體

    一般加到半導體裡的雜質可分二種型別,一種叫施主雜質,把它加進半導體裡去後,在半導體中會產生許多可以自由運動的帶負電的電子(整個半導體還是中性的,其正電部分不能運動)。如圖1一1(a)中只畫出可以運動的負電荷;另一種雜質叫受主雜質,在加有受立雜質的半導體中會產生許多自由運動的帶正電的空穴,如圖1一1.(b)。圖中只畫出了可以運動的正電荷。摻有施主雜質的半導體叫做N型半導體,摻有受主雜質的半導體叫做P型半導體。

    對於鍺和矽半導體,最常用的施主雜質是銻、磷和砷,常用的受主雜質有銦、鋁、鎵和硼。

    物體中電荷的有規則運動就形成了電流。通常把帶有電荷的可以運動的粒孑叫做載流子。在半導體中,電子和空穴都是載流子。N型半導體中,可以運動的是帶負電的電子,但實際上不可能在N型半導體完全都是電子,它總是有極少量的空穴。在外加電場的作用下,大量的電子帶著負電荷向正極;如圖1一2(a)。可見在N型半導體中有二種載流子,為便於區別,人們稱電子為多數載流子,空穴為少數載流子。

    同樣在P型半導體中也存在兩種載流子,不過對P型半導體來說,空穴是多數載流子,而電子則是少數載流子,它在外電場作用下的運動形式如圖1一2(b)所示

    把二塊不同型別的半導體結合在一起,如果一端是N型,另一端是P型半導體,這時N型半導體中的多數載流子電子就會向p型半導體一邊滲透擴散,結果是N型區域中鄰近p型區一邊的薄層A中有一部分電子擴散到P型區域中去了。薄層A中因失去這一部分電子而帶正電,如圖1一3(a)所示。同樣P型區域中鄰近N型區域一邊的薄層B中有一部分空穴擴散到N型區域一邊去了,結果使薄層B帶有負電,如圖1一3(b)所示。

    上述擴散的總結的結果,使在N型和P型二種不同型別半導體的交介面兩側形成了帶電薄層A和B(其中A帶正電,B帶負電),A、乃間便產生了一個電場,如圖1一4所示。

    這個電場的方向是由N型區域指向P型區域的空穴和N型區域的電子這些多數載流子的擴散是起阻礙作用的,但它對p型區域電子和N型區域的空穴這些少數載流子的擴散卻不起阻礙作用,少數載流子的熱運動仍能透過這個電場的。當P型和N型結合的起初,由於多數載流子的擴散還不多,形成的這個電場還較小,它對擴散的阻力也較小。然而隨著擴散的不斷進行,這個電場也在不斷增強,對擴散的阻力也就越大,以致擴散減弱,發展到最後,多數載流子形成的擴散與熱運動的少數載流子透過這個電場的數目相等時,這個電場的大小就不再增加了,薄層的厚度也不再改變了,載流子的運動達到了相對穩定的狀態,這就是PN接面的動態平衡。

    上面所述PN接面是晶體二極體的最基本結拘。而PN接面的單向導電是二極體可以在電子電路中作為整流和檢波等元件功能的內在因素。

    當P型區域接到電池的正端,N型區域接到電池的負瑞時,在PN接面中流過的電流很大(這種接法稱為正向連線)。這是由於電池在PN接面中所產生的電場的方向恰好同PN接面原來存在的電場方向相反,而息外加電場比PN接面電場大,如圖1一5(a)所示。這兩個電場迭加後的電場是由p型區域指向N型區域,因此pN結中原來存在的電場被削弱了,阻擋層的厚度減小了。P型區域的空穴和N至區域的電子在這個外加電場的吸引下不斷地走向交界處,因而它的電阻大大降低,電流很容易透過。隨著外加正向電壓的增大,在PN接面中外加的電場作用更強,於是又進一步抵消和減弱了pN結中原來存在的阻止多數載流子電子或空穴透過的電場,所以正向電流將隨著外加正向電壓的增加而迅速地上升。

    當P型區域接電池負極端,N型區域接電池的正端時,在PN接面中流過的電流很小(這種接法稱為反向連線)。這是由於外加電壓在PN接面中所產生的電場方向是由N型區域指向P型巨,即與原來在PN接面中存在的電場方向是一致約,如圖1一5(b)所示,這兩個電場迭加的結果,加強了電場阻正多數載流子電子或空穴流通的作用,於是阻擋層的厚度比原來增大了,其電阻也大大增加了,這就是反向連線時反向電流小的原因。

    PN接面的這種性質,人們把它叫做單相導電性。晶體二極體就是由一個PN接面構成的。P型的一端就是二極體的正極,N型的一端是二極體的負極,電流只能從二極體的正極流向負極。

    上述為個人觀點,難免有不妥之處,敬請廣大閱讀者批評指正。

    知足常樂2018.3.4於上海

  • 2 # 立深鑫

    二極體反向不導通時因為反向電壓加上時,在PN接面上會形成一個阻擋層,阻止大電流的透過,並非是絕緣,反向依然有很微小的電流透過。

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