二极管压降是什么?二极管PN 结详解!
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二极管将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、二极管PN 结详解
二极管的单向导电特性用途很广,到底是什么原因让电子如此听话呢?它的微观机理是什么呢?这里简单形象介绍一下。
假设有一块 P 型半导体(用黄色代表空穴多)和一块 N 型半导体(用绿色代表电子多),它们自然状态下分别都是电中性的,即不带电。如图 2 所示。
图 2 :P 型和 N 型半导体
把它们结合在一起,就形成 PN 结。边界处 N 型半导体的电子自然就会跑去 P 型区填补空穴,留下失去电子而显正电的原子。相应 P 型区边界的原子由于得到电子而显负电,于是就在边界形成一个空间电荷区。为什么叫“空间电荷区”?是因为这些电荷是微观空间内无法移动的原子构成的。
空间电荷区形成一个内建电场,电场方向由 N 到 P,这个电场阻止了后面的电子继续过来填补空穴,因为这时 P 型区的负空间电荷是排斥电子的。电子和空穴的结合会越来越慢,最后达到平衡,相当于载流子耗尽了,所以空间电荷区也叫耗尽层。这时 PN 结整体还呈电中性,因为空间电荷有正有负互相抵消。如图 3 所示。
图 3 :PN 结形成内建电场
外加正向电压,电场方向由正到负,与内建电场相反,削弱了内建电场,所以二极管容易导通。 绿色箭头表示电子流动方向,与电流定义的方向相反。 如图 4 所示。
图 4 :正向导通状态
外加反向电压,电场方向与内建电场相同,增强了内建电场,所以二极管不容易导通。 如图 5 所示。 当然,不导通也不是绝对的,一般会有很小的漏电流。 随着反向电压如果继续增大,可能造成二极管击穿而急剧漏电。
图 5 :反向不导通状态
图 6 是二极管的电流电压曲线供参考。
图 6 :二极管电流电压曲线
图 7 形象的展示了不同方向二极管为什么能导通和不能导通,方便理解。
图 7 :不同方向导通效果不同
二、二极管压降
(一)二极管压降的意思二极管的压降是指通过二极管时,电压降低的情况。在正向工作时,当二极管接到电源时,会从正极流入电流,从负极流出电流,即所谓的正向电流,在这个过程中二极管会有一定的电压降,这称为正向压降。而在反向工作时,二极管会有一定的反向电流通过,在此时会出现反向电压,这称为反向压降。因此,二极管的电压降为正向压降和反向压降两种情况。(二)二极管压降最小二极管的压降大小决定了其在电路中的实际应用效果,即功耗也会受到影响,因此,二极管的压降越小,其效率就越高。通常情况下,二极管压降最小的类型、货号所对应的多为肖特基二极管,因为肖特基二极管的设计理念是低压降的设计,其反向压降只有几十mV,所以肖特基二极管可以被称为“低压降二极管”。肖特基二极管一般会在电源电压比较低的情况下使用,而在高电流的情况下也极难使用,因为它的导通压降相对较低,其导通能力也比较弱,不适合在大功率、高电流的情况下使用。
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