pn结正向导通原理?
一、pn结正向导通原理?
将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。一块单晶半导体中 ,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区就是PN结。
PN结加正向电压时,外加的正向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对电子扩散运动的阻碍减弱,扩散电流加大。PN结呈现低阻性。
PN结加反向电压时,外加的反向电压有一部分降落在PN结区,方向与PN结内电场方向相同,加强了内电场。内电场对电子扩散运动的阻碍增强,扩散电流大大减小,PN结呈现高阻性。
PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。所以PN结具有单向导电性。
二、pn结正向导通时表现?
PN结的正偏和正向导通不是一个概念。
1. PN结的正偏是一种连接方式,正向导通则是在正偏这种连接方式上形成电流通路。
2. 当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
PN结的导通就是在PN结上外加一电压 ,如果P型一边接正极 ,N型一边接负极,电流便从P型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,甚至消失,电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极,P型一边接负极,则空穴和电子都向远离界面的方向运动,使空间电荷区变宽,电流不能流过。这是PN结的截止.因此PN结具用单向导电性。
三、为什么PN结正向导通,反向截止?
PN结正向导通,反向截止的原因可以从其内部结构和运动机理上解释。
在PN结中,由于其内部存在一个默认的结压降,这个压降是由其内部的电子和空穴的定向运动所造成的。当PN结正向偏置时,其内部的电场会被削弱,这使得PN结内部的电子和空穴能够较为容易地通过,从而实现正向导通。
而当PN结反向偏置时,其内部的电场会增加,这会抑制内部电子和空穴的运动,使得PN结内部的电流很小,甚至可以忽略不计,因此表现出反向截止的特性。
此外,当PN结反向偏置时,其内部存在的空间电荷区也会对反向截止特性产生影响。在反向偏置时,空间电荷区的宽度会扩大,这使得空间电荷区对内部载流子的扩散运动产生阻碍作用,从而进一步抑制了PN结内部的电流。
因此,由于内部电场和空间电荷区的存在,导致PN结在正向导通时表现出较小的电阻,而在反向偏置时表现出较大的电阻,从而实现了正向导通、反向截止的特性。
四、pn结导通死区电压原因?
是这样的,所谓死区电压:
由于PN结内部有自建电场,电子和空穴的漂移作用,其内部本身就具有一定的电能,也就是说它的内部本身带有电荷,我们利用它的单向导电性,其实就是给PN结加上外部电压,破坏了它内部自建电场的平衡,当然!这需要达到一定的电压值,至少要高于PN结内部的自建电场。
也由于二极管内部的材料是半导体,它对电压有一定的阻力。
电压过低,则无法破坏PN结内部的自建场,所以不同材料的管子,也就有不同的死区电压。
常用的硅管PN结死区电压为0.7-0.8V,锗管为0.1-0.3V
五、pn结电压大于多少导通?
根据导通程度和型号的不同,NP结正向导通后的电压可以在0.6~1.2V之间变化(硅管),如果你说的是三极管的集电结,那个变化范围就更大了,从饱和状态的0.3V左右到上百V都有。
PN分硅材料和锗材料,硅材料的导通电压约0.7V,锗材料的导通电压约0.3V。三极管中的2个PN结的导通电压基本相同,只是反向耐压不同,发射结的耐压小于集电结的耐压。
六、pn结具有让电流双向导通的特征?
pn结的基本特性是单向导通、反向饱和漏电或击穿导体,也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理,所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。
比如二极管就是基于PN结的单向导通原理工作的;而一个PNP结构则可以形成一个三极管,里面包含了两个PN结。二极管和三极管都是电子电路里面最基本的元件。
七、pn节正向导通?
pn结的正偏指p端的电势相对n端的要高。比如2V对1V ,1V对0V,0V对-1V等正向导通是指在正偏的情况下两端电压(电势差)达到或超过pn结的导通电压,形成电流通路,也就是你说的硅管正向导通电压0.7V,而锗管的是0.3V左右。
相对于正向到通,pn结还有会反向的导通,就是两断在反偏情况下反偏电压达到或超过一定值时pn结会因击穿而导通。三极管饱和条件是发射结集电结都正偏,正偏是发射极和集电结都相对基极说的。
以npn管为例,Ube = 0.7V,Uce=0.4V,假如e接地,则B=0.7V,C=0.4V,可见发射结集电结都正偏了。
当基极电流达到了一值后使流过发射结和集电结的电流不能再增大,就是饱和。一般集电结是通过串联一电阻连接电源的,电源一定,电流增大,电阻分压就大,而集电结上的电压就下降,所以会相对基极正偏。
八、pn结反向电压?
应该是pn结反向裁止
PN结一边是P区,一边是N区,只有P区电位高于N区电位,它才会通,而且有P到N导通,反过来,N电位高于P区,不会导通,称为反向截止。
在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的 。
N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合,载流子消失。
因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区 。
P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ,N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散 ,达到平衡。
当PN结外加反向电压时,内外电场的方向相同,在外电场的作用下,载流子背离PN结运动,结果使空间电荷区变宽,,耗尽层会(变宽)变大。PN结外加正向电压时,扩散电流大于漂移电流,耗尽层将变窄。
九、pn结击穿电压?
对pn结施加的反向偏压增大到某一数值VBR时,反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为pn结击穿。发生击穿时的反向电压称为pn结的击穿电压。
击穿电压与半导体材料的性质、杂质浓度及工艺过程等因素有关。pn结的击穿从机理上可分为雪崩击穿、隧道击穿和热电击穿三类。前两者一般不是破坏性的,如果立即降低反向电压,pn结的性能可以恢复;如果不立即降低电压,pn结就遭到破坏。pn结上施加反向电压时,如没有良好散热条件,将使结的温度上升,反向电流进一步增大,如此反复循环,最后使pn结发生击穿。由于热不稳定性引起的击穿,称为热电击穿,此类击穿是永久破坏性的
十、pn结死区电压?
死区电压也叫开启电压,是应用在不同场合的两个名称。死区电压,指的是即使加正向电压,也必须达到一定大小才开始导通,这个阈值叫死区电压,硅管约0.5V,锗管约0.1V。(硅和锗是制造晶体管最常用的两种半导体材料,硅管较多,锗管较少)。
在二极管正负极间加电压,当电压大于一定的范围时二极管开始导通,这个电压叫开启电压。锗管0.1左右,硅管0.5左右。死区电压是指在二极管应用在具体的电路中时,由于本身的压降,也就是供电电压小于一定的范围时不导通,造成输出波形有残缺,从供电电压经过零点直到输出波形残缺消失的时候,这一段电压就是死区电压,本质上就是二极管的开启电压。
推荐阅读