2025年晶体二极管工作原理(详解)

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。半导体，二极管

hello,大家好，我是奕轩君，今天的博文是有关于半导体与二极管的

在了解二极管之前，先要了解什么是半导体？
半导体顾名思义，是指导电能力介于导体与绝缘体之间
本征半导体；也就是化学成分纯净的半导体
本征半导体的晶体结构

本征半导体怎么导电？
本征半导体之所以能导电是因为本征激发
本征半导体的载流子是怎么产生的？
粒子在热运动的作用下逃逸共价键的束缚，变成“自由电子’,同时在共价键里面留下一个空穴，这个过程叫做本征激发

如图所示，自由电子（负电）；空穴（正电）
在电场力的作用下共价键的价电子去填补空穴，价电子依次填补空穴，就会造成空穴的相对运动！
自由电子一但撞入空穴里，这一对自由电子就就湮灭了，它又重新变成共价键的价电子，这个过程就叫做复合
本征激发的速度和温度取决了载流子的浓度
温度越高，本征激发越快
载流子浓度越高导电能力也增高
为了提高载流子的浓度，在本征半导体掺入少量的杂质元素
杂质半导体
N型半导体（negative）
N型半导体掺入五价元素磷
自由电子是多数载流子简称“多子”，半导体器件与多子相关，受温度影响较小
空穴是少数载流子简称“少子”，半导体器件与少子相关，受温度的影响较大
P型半导体（postive）
掺入三价元素硼，它的多数载流子是正电
一,什么是二极管?
二极管又称晶体二极管,它是一个只往一个方向传送电流的电子元件,是半导体器件!

二,二极管的特性
二极管具有单向导电性

三,二极管的结构
二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的,采用不同的参杂工艺

来讲一下(PN结)没有任何杂质的半导体叫"本征半导体"在本征半导体的基础上参杂三价元素或五价元素,分别形成P型半导体与N型半导体,将P和N型半导体制作在同一块半导体(通常都是硅或锗)基片上,在它们的外界面就形成空间电荷区称为"PN结"

二极管主要有两个电极,有P区引出的是正极,又叫阳极,我个人记法叫"正P"
有N区引出的电极是负极,又称阴极,我个人记法叫"负N"
三角箭头,指的是电流的流向,如下图所示

二极管的内部流向,有人也许会问,研究内部干嘛,我觉得学一样东西就要学精!

经过各种查阅资料,我总结出,他的内电场是反方向流动的,为什么这么说呢?
因为P型半导体主要以"空穴"为主,N型半导体主要以"自由电子"为主,正常的二极管会有个管压降(硅二极管0.7V,锗二极管为0.3V)详情参考"伏安特性曲线",在PN结外加入正电压,PN结的平衡状态被打破,此时N区的"自由电子"往P区的"空穴"流动,来进行"填充"即内电场N区往P区流动!!!正常来说"自由电子,空穴"都会往PN结偏移,但个人理解如下图!这样更好理解一点儿!
由于P区的空穴浓度较高，N区的自由电子浓度较高，所以自由电子与空穴之间进行扩散运动
多子的扩散运动和少子进行漂移运动就会达到动态平衡
电场方向有N区到P区
空间电荷区作用
耗尽层
阻挡层
PN结
不对称结；如果P,N区两边参杂浓度不一样，空间电荷区宽窄不一样，浓度高电荷区窄，浓度低电荷区宽
对称结；P,N区两边参杂浓度一样，电荷区宽度一样