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正向偏置与反向偏置及其对二极管功能的影响

二极管桥式整流器

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有时选择一种设备或方法是为了满足某种需求或功能。此外,在电子领域选择设备或工艺时,对特定功能的需求是主要驱动力。

什么是二极管偏置或偏置?

在我们比较这两种类型的偏见之前,首先,我将讨论他们的个体特征。在电子学中,我们将偏置或偏置定义为一种建立方法一组电流或电压在电子电路的不同位置,以在电子元件内建立适当的工作条件。虽然这是一个简化版的答案,但它仍然从根本上是正确的。此外,由于偏置,存在两种类型的偏置,正向偏置和反向偏置。

我相信你知道,a二极管(PN结)它的功能很像单向高速公路,因为它允许电流在一个方向上比另一个方向更容易流动。总之,二极管通常在一个方向上传导电流,并且它们施加的电压遵循所述的正向偏置方向。然而,当电压向相反方向移动时,我们把这种方向称为反向偏置。此外,当反向偏置时,标准PN结二极管通常会抑制或阻塞电流流动,几乎像一个电子版本的止回阀。

正向偏差与反向偏差

在标准二极管中,当二极管上的电压允许电流自然流动时,就会发生正向偏置,而反向偏置则表示二极管上的电压方向相反。

然而,在反向偏置过程中,二极管上的电压不会产生任何显著的电流流。此外,这种特殊的特性有利于将交流电(AC)转变为直流电(DC)。

这一特性还有许多其他用途,包括电子信号控制。

齐纳二极管

齐纳二极管放置知识可以使或打破一个设计。

二极管的操作

前面,我对标准二极管操作提供了一个更简化的解释。二极管的详细过程可能有点难以理解,因为它涉及到对量子力学的理解。二极管操作涉及到负电荷(电子)和正电荷(空穴)的流动。从技术上讲,我们把半导体二极管称为p-n结。P-n结也是光伏电池运行的重要组成部分。

一般来说,二极管的正常工作需要另一个称为掺杂的基本元素或过程。你可以在半导体中加入材料,以促进容易移位的多余电子,我们称之为n型或负区域。此外,还可以通过掺杂半导体来促进多余的空穴,从而更容易地吸收这些电子,我们将其称为p型或正区。此外,二极管的正极和负极也被称为阳极(P)和阴极(N)。

总的来说,这是两种材料之间的差异,以及它们在极短距离(<毫米)上的后续协同作用,促进了二极管的运行。然而,二极管的功能是可能的,当然,当我们合并两种类型(P, N)的材料。此外,这两种材料的合并形成了我们所说的p-n结。此外,存在于两个元素之间的区域被称为耗尽区。

注意:请记住,为了正常的功能,二极管需要一个最小的阈值电压来超过耗尽区。此外,在大多数情况下,二极管的最低阈值电压约为0.7伏。此外,反向偏置电压会产生少量电流通过二极管,这被称为漏电流,但通常可以忽略不计。最后,如果你施加一个显著的反向电压,它将导致二极管的全面电子击穿,从而允许电流在相反的方向流过二极管。

二极管功能和操作继续

一般来说,当扩散促进了电子从n型区域的后续运动时,它们开始填充p型区域内的空穴。这一作用的结果在p型区域内形成负离子,从而在n型区域留下正离子。总的来说,这个动作的控制取决于电场的方向。正如你可能想象的那样,这导致了有益的电行为,当然,取决于你如何施加电压,即偏置。

此外,对于标准的p-n结二极管,有三种偏压条件和两个工作区域。三种可能的偏置条件如下:

  • 正向偏压:这种偏置条件包括将一个正电压电位连接到p型材料,并将一个负电压电位连接到n型材料,从而减小二极管的宽度。

  • 反向偏压与此相反,这种偏置条件包括将负电压电位连接到p型材料上,将正电压电位连接到n型材料上,从而增加二极管的宽度。

  • 零偏差:这是一种偏置条件,在这种条件下,二极管上没有施加外部电压势。

正向偏置与反向偏置及其方差

反向偏压增强了势垒,阻碍了载流子的流动。相反,正向偏置削弱了势垒,从而使电流更容易流过结。

在正向偏置时,我们将电压供应的正极连接到阳极,负极连接到阴极。相反,在反向偏置时,我们将电压电源的正极连接到阴极,负极连接到阳极。

  • 正向偏压降低了电场在电势上的势垒强度,而反向偏压则增强了势垒。

  • 正向偏置的阳极电压大于阴极电压。相反,反向偏置的阴极电压大于阳极电压。

  • 正向偏压具有大量的正向电流,而反向偏压具有最小的正向电流。

  • 二极管的损耗层在正向偏置时较薄,在反向偏置时较厚。

  • 正向偏置降低二极管的电阻,反向偏置增加二极管的电阻。

  • 电流在正向偏置时毫不费力地流动,但反向偏置不允许电流流过二极管。

  • 在正向偏置时,电流的水平取决于正向电压,然而,在反向偏置时,电流的量很小或可以忽略不计。

  • 在正向偏压时,器件将作为导体,在反向偏压时作为绝缘体。

二极管pcb电路示意图布局

根据偏置电位规划电路是聪明分析的标志。

一个二极管的功能作为两个独立的,但同样有效的设备,使它成为一个真正的自适应组件的能力。偏压对二极管功能的影响提供了二极管在电路设计中发挥什么功能的最佳控制。正向偏置和反向偏置的使用使电路设计者能够对二极管的功能进行最佳控制。

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