2021-11-26 15:42:10

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正向偏置相比,交换电源的正、负极位置,即P区接电源负极,N区接电源正极,就构成了PN结的反向偏置。

基本信息

  • 中文名

    反向偏置

  • 外文名

    Reversebias

  • 作    用

    构成了半导体的单向导电性

  • 原    理

    反向电流趋于恒定

  • 定    义

    P区接电源负极,N区接电源正极

目录

折叠 编辑本段 简介

在一些二极管的重要应用中,器件常常要在高阻和低阻两种状态之间高速交替变化。在这些应用中,电路中的某些电压波形呈现脉冲形式,即在高电平(通常为5v)和低电平(通常为0V)之间变化的方波,这些高低电压信号的转换频率是很高的,使得二极管在"开"与"关"两种状态之间高速转换。一个电阻和一个硅二极管相连时,当电源电压从0V和5v交替变化时,电阻两端的电流也在交替变化。当e (z)=5v时,二极管处于正向偏置状态,处于导通状态,钉电流流过电阻,电阻两端电压等于5-0.7=4.3v。当e(j)=0V时.二极管处于高阻状态,也就是截止状态;因为没有电流流过电阻,电阻两端电压等于零。这种模式非常类似于整流器的作用.这就是数字电路中的两种极端状态--高电平和低电平。换句话说,就是设想所合电压值都是这两种状态中的一个。因为二极管在这些电路中的作用就是在不同电压水平下导通或截止,因而这一应用也称为开关电路。

典型的二极管开关电路包括两个或多个二极管,每-个二极管与一个独立的电压源相连。要正确理解开关电路的操作过程,就首先要确定每一个二极管是由哪一个电压源决定的,哪个处于导通状态,哪个处于截止状态。正确辨别处于哪种状态的关键是:如果二极管的阳极相较于阴极电位是正的,它就处于正向偏置状态,也就是说当二极管的阳极电位(相对于地)比阴极(相对于地)电位高,它就处于正向偏置状态。当然,也可以说成二极管的阴极电位(相对于地)比阳极(相对于地)电位低。相反,如果想让二极管处于反向偏置状态,就让二极管的阳极相较于阴极电位是负的,也相当于二极管的阴极相较于阳极是正的。

折叠 编辑本段 原理

PN结反向偏置时,外加电场与空间电荷区的内电场方向一致,同样会导致扩散与漂移运动平衡状态的破坏。外加电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走,使空间电荷区变宽,内电场增强,造成多数载流子扩散运动难于进行,同时加强了少数载流子的漂移运动,形成由N区流向P区的反向电流。但由于常温下少数载流子恒定且数量不多,故反向电流极小。电流小说明PN结的反向电阻很高,通常可以认为反向偏置的PN结不导电,基本上处于截止状态,这种情况在电子技术中称为PN结的反向阻断。当外加的反向电压在一定范围内变化时,反向电流几乎不随外加电压的变化而变化。这是因为反向电流是由少子漂移形成的,在热激发下,少子数量增多,PN结反向电流增大。换句话说,只要温度不发生变化,少数载流子的浓度就不变,即使反向电压在允许的范围内增加再多,也无法使少子的数量增加,反向电流趋于恒定,因此反向电流又称为反向饱和电流。值得注意的是,反向电流是造成电路噪声的主要原因之一,因此,在设计电路时,必须考虑温度补偿问题。

折叠 编辑本段 作用

PN结的上述"反向阻断"作用,构成了半导体的单向导电性,在科学技术与生产生活中都发挥了很大的作用。

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