原创 干货 | 二极管的工作原理你知道吗?

2021-6-10 18:13 348 2 2 分类: 管理

何谓二极管?在电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。
由于大部分的二极管所具备的电流方向性,因而我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能,就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想象成电子版的逆止阀。
二极管是日常中最常见的电子元件之一,几乎在所有的电子设备组成部分中都能找到它的身影。那么,今天芯仔来给大家剖析下——关于二极管的工作原理。

二极管的工作原理

首先,这是二极管的内部结构。

二极管是由半导体材料(硅、硒、锗等)制成的。

一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。
二极管是由一个PN结组成的。据悉,纯硅是没有电子的,所以就需要掺杂N型杂质跟P型杂质。

值得注意的是,在早期的真空电子二极管,它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。
在PN结中,让人感到有趣的是,N区的电子偏爱倾向与P区的空穴中,所以P区带负电,反之P区的电子偏爱倾向与N区的空穴中,所以N区带正电,从而内部建立电场。

如果把二极管跟电源连接,那么电源将把电子吸引进入空穴;在此情况下,电流并不能形成,通常这种情况被称为二极管的方向偏置。

而如果将二极管的正极连接到二极管的P侧,那情况又将完全不同。假设电子将被负极推开,那么正极将N区中的电子吸引到P区空穴中,并且在外部电路中流动,这一过程就叫二极管中的正向偏置。

换句话说,本身二极管存在的作用,就相当于一个电流的单向阀。在反向偏置时,有微量电流,而在正向偏置时,同样有微量电流,两者的区别不过是在穿透中间势力后,电流急剧增加,但是,即使电压很高,二极管的两头电压也不会失控。
究其原因,是由于N极在正向偏置时,二极管对电流的阻碍非常小,而在反向偏置时,电压太高二极管就会击穿,这就是二极管的单向电流特性。

二极管的正负极如何区分?
1)一般来说,普通二极管有色端标识的一级是负极。
2)发光二极管判断的话,长脚是正极,短脚是负极。如果都是一样长的话,那么里面大一点的是负极,比较小的那个是正极。
3)晶体二极管PN结的导通方向是 P-N ,也就是P-N导通(P正,N负)。PN结正向导通方向截至。

另外,在印制板中通过PCB板上丝印来判别二极管正负极的方法有:
1)有缺口的一端为负极;
2)有横杠的一端为负极;
3)有白色双杠的一端为负极;
4)三角形箭头方向的一端为负极;
5)插件二极管丝印小圆一端是负极,大圆是正极;
6)插件发光二极管方孔为第一脚为正极。

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