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二極管的應(yīng)用領(lǐng)域 二極管的應(yīng)用步驟( 三 )



此時空穴載流子也是有的,只不過相對電子載流子占少數(shù)而已,日子也就這么一天天過下去了…
P型半導體窮村的村長一看N型半導體富村的發(fā)展情況,心里不平衡了,于是找富村村長商量一下,可否把我們村的經(jīng)濟情況帶動一下,都是一個鄉(xiāng)的,差距太大傳出去不好 。富村村長稍一思量就答應(yīng)了,同時跟村里人傳達了一下,兩村合并如下圖所示:

二極管的應(yīng)用領(lǐng)域 二極管的應(yīng)用步驟


剛剛合并的時候,N型半導體的電子載流子濃度很高,所以很多電子都往P型半導體那邊跑,并與其中的空穴復(fù)合 。
這個合并的過程也可以認為是P型的空穴向N型擴散,因為電子的移動方向總是與空穴的移動方向相反的,總之是多數(shù)載流子向少數(shù)載流子區(qū)前進,如下圖所示:

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我們把因濃度差而引起載流子由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的轉(zhuǎn)移,稱為擴散 。
【二極管的應(yīng)用領(lǐng)域 二極管的應(yīng)用步驟】理論上講,兩個半導體合并之后,P型半導體中的多數(shù)載流子空穴與N型的多數(shù)載流子電子會全部復(fù)合,但合并開始后,每次電子與空穴的復(fù)合,都會相應(yīng)產(chǎn)生正離子與負離子,它們將產(chǎn)生內(nèi)部電場力阻礙由于濃度差而帶來的擴散 。這個電場力會把P型半導體中的少數(shù)載流子電子往N型半導體中轉(zhuǎn)移,同時把N型導體中的少數(shù)載流子空穴往P型半導體中轉(zhuǎn)移 。

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我們把電場的吸引或排斥作用引起的載流子移動叫做漂移 。
很明顯,對于兩個材料的合并來說,擴散作用力是起正作用的,而漂移作用是起阻止作用的,這兩個作用力是同時開始的 。
剛開始的時候,擴散作用力比漂移作用力大,因此中間有一大片的電子與空穴都復(fù)合在一起,最后只留下不能移動的正離子與負離子,但是隨著復(fù)合的空穴電子越多,留下的正離子與負離子也越來越多,形成的內(nèi)電場越來越大,最后與擴散能力達到平衡,如下圖所示:

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N型富村村長一看阻礙力(漂移作用)有點大,與P型窮村村長合計了一下,就先這樣吧,不要再繼續(xù)了,先看看效果如何 。
我們把P型半導體與N型半導體合并后形成的正負電荷區(qū)稱為PN結(jié)(也叫耗盡層),從P型半導體(P區(qū))引出的電極稱為A極(anode,陽極),而從N型半導體(N區(qū))引出的電極稱為K極(kathode/cathode,陰極),這樣就形成了一個二極管了 。
下面我們來看看這個二極管的特性
如下圖所示,P區(qū)接電壓正極,N區(qū)接電壓負極(稱為電壓正向偏置)

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我們從小到大調(diào)整外加電壓V來對二極管進行測試 。
當外加電壓V比較小時,由于PN結(jié)內(nèi)電場的存在阻礙外電場的作用,此時二極管呈現(xiàn)出一個大電阻,正向電流幾乎為零,好像有一個門坎,我們把這個門坎電壓稱為死區(qū)電壓VTH,硅管的VTH約為0.5V,鍺管的VTH約為0.1V 。
雖然二極管還沒有導通,但是由于外電場的作用,P區(qū)的多數(shù)載流子空穴與N區(qū)的多數(shù)載流子電子都向PN結(jié)移動,并與PN結(jié)中的正負離子相互中和,使PN結(jié)的電荷區(qū)變窄 。
當外加電壓V大于死區(qū)電壓VTH時,二極管因內(nèi)電場削弱而開始導通,并形成了正向電流IF(Forward current),同時在二極管兩端會有一定的正向壓降VF(Forward voltage),硅管的VF約為0.7V,鍺管的VF約為0.3V

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