二極管單向?qū)ǖ脑硎鞘裁矗?/h1>

發(fā)布人：北京123 時間：2025-09-11 來源：工程師

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二極管是電子元件中最基本且應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體器件之一，其獨(dú)特的單向?qū)щ娞匦允蛊湓谡鳌㈦娐繁Ｗo(hù)、信號調(diào)制等領(lǐng)域扮演著重要角色。下面就一塊來了解一下二極管的單向?qū)ㄔ戆伞?/p>

一、二極管的基本結(jié)構(gòu)

二極管主要由半導(dǎo)體材料制成，典型的是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體通過工藝形成的PN結(jié)。P型半導(dǎo)體含有大量的空穴（正電荷載流子），N型半導(dǎo)體含有大量的電子（負(fù)電荷載流子）。二者接觸形成PN結(jié)，構(gòu)成了二極管的核心結(jié)構(gòu)。

二、PN結(jié)的形成及其電勢勢壘

在P型和N型材料接觸后，電子會從N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)，與空穴復(fù)合，空穴則從P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)，與電子復(fù)合。這個擴(kuò)散使得PN結(jié)附近形成一層載流子極少、無自由載流子的耗盡層。同時，在PN結(jié)區(qū)域形成了內(nèi)建電場——電勢勢壘。

這個勢壘對載流子的自由移動形成障礙，實現(xiàn)了二極管的單向?qū)ㄐ再|(zhì)。

三、二極管的單向?qū)ㄔ?/p>

1. 正向偏置狀態(tài)

當(dāng)二極管的P型端接正極，N型端接負(fù)極時，稱為正向偏置。此時外加電壓與內(nèi)建勢壘電壓方向相反，會降低PN結(jié)的勢壘電壓。

具體表現(xiàn)為：

外加電壓抵消部分勢壘電壓，耗盡層變薄；

電子從N區(qū)注入P區(qū)，空穴從P區(qū)注入N區(qū)，載流子能夠跨過PN結(jié)；

結(jié)果形成電流流通，二極管導(dǎo)通。

因此，二極管在正向偏置下表現(xiàn)為低阻抗，實現(xiàn)電流從P向N單向流動。

2. 反向偏置狀態(tài)

當(dāng)二極管的P型端接負(fù)極，N型端接正極時，稱為反向偏置。此時外加電壓增強(qiáng)了PN結(jié)勢壘電壓。

表現(xiàn)為：

耗盡層加寬，阻止載流子通過PN結(jié)；

電流僅有極少的反向飽和電流（主要由少數(shù)載流子產(chǎn)生），幾乎可忽略不計；

二極管表現(xiàn)為高阻抗?fàn)顟B(tài)，阻止電流流通。

因此，二極管在反向偏置下不導(dǎo)電，實現(xiàn)了電流阻斷。

四、總結(jié)

二極管的單向?qū)ㄌ匦曰赑N結(jié)的勢壘電壓和載流子的運(yùn)動規(guī)律：

在正向偏置下，外加電壓降低勢壘，載流子能跨越PN結(jié)，形成電流導(dǎo)通；

在反向偏置下，外加電壓加大勢壘，阻止載流子流動，電流幾乎為零。

這種單向?qū)щ娞匦允苟O管成為整流電路、保護(hù)電路、波形控制等領(lǐng)域的重要組件。

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