二極管的單向?qū)щ娨獜乃慕Y(jié)構(gòu)說起。硅原子的最外層有4個電子,為了形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),一個硅原子會和它周圍4個硅原子共用電子,通過這種方式結(jié)合成了晶體硅。硼原子最外層只有3個電子,而磷原子最外層有5個電子,如果將晶體硅中的一些硅原子換成硼原子,就會有一些原子無法形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),看起來就好像在晶體里面形成了一些“空穴”;而如果將晶體硅中的一些硅原子換成磷原子,就會多出一些電子來。
我們現(xiàn)在用到二極管地方真的是太多了,二極管的種類也是多種,那為什么有的二極管能夠雙向?qū)щ?,而有的二極管只能單向?qū)щ娔??又有哪些二極管是單項導(dǎo)電的呢?
1.二極管的單向?qū)щ娨獜乃慕Y(jié)構(gòu)說起。硅原子的最外層有4個電子,為了形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),一個硅原子會和它周圍4個硅原子共用電子,通過這種方式結(jié)合成了晶體硅。硼原子最外層只有3個電子,而磷原子最外層有5個電子,如果將晶體硅中的一些硅原子換成硼原子,就會有一些原子無法形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),看起來就好像在晶體里面形成了一些“空穴”;而如果將晶體硅中的一些硅原子換成磷原子,就會多出一些電子來。
2.我們將摻有硼原子的晶體硅叫做P型半導(dǎo)體,它的里面有很多的空穴,將摻有磷原子的晶體硅叫做N型半導(dǎo)體,它里面有很多多余的電子。
3.如果將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體壓合在一起,N型半導(dǎo)體中多余的電子就會自發(fā)地去填補P型半導(dǎo)體中的空穴。
4.由于在兩種半導(dǎo)體的交界面發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移,N型半導(dǎo)體失去了電子帶上了正電荷,P型半導(dǎo)體獲得電子帶上了負電荷,因此在交界面形成了電場,這個電場阻止了電子的進一步向P型半導(dǎo)體移動。最終在交界面附近形成一個穩(wěn)定的電場結(jié)構(gòu),我們把它叫做“PN結(jié)”。
5.如果將電源正極連接到N型半導(dǎo)體,負極連接到P型半導(dǎo)體,電源形成的外電場和PN結(jié)中的內(nèi)電場方向相同,內(nèi)電場區(qū)域變寬,電流無法通過PN結(jié)。
6.如果將電池反過來連接,外電場和內(nèi)電場相反,內(nèi)電場變薄。
7.當外電場達到一定強度,內(nèi)電場完全消失,空穴和電子都能夠在半導(dǎo)體內(nèi)部自由移動了。將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體封裝在一起,就制成了二極管了。
二極管只需要很小的正向電壓就能導(dǎo)通,而反過來施加較大的電壓也不會導(dǎo)通,但是反向電壓太大了二極管會被擊穿,產(chǎn)生非常大的電流,普通的二極管會很快被燒毀。
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