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单向导电性

电工学术语

PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻， 我们称PN结导通； PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， 我们称PN结截止。 这就是PN结的单向导电性。

定义
（1）正向：将P型区接电源正极，N型区接电源负极，则外电场削弱了内电场。扩散运动加强，漂移运动减弱，扩散大于漂移，形成正向电流IF。结电压很低，显示正向电阻很小，称为正向导通。
（2）反向：将P型区接电源负极，N型区接电源正极，则外电场加强了内电场。扩散运动减弱，漂移运动增强，漂移大于扩散，形成反向电流IR。由于漂移运动是由少子形成，数量很少，所以IR很小，可以忽略不计，但IR受温度影响较大。结电压近似等于电源电压，显示反向电阻很大，称为反向截止。
PN结正向导通，反向截止，即为单向导电性。
PN结
用一定的工艺方法将两种杂质半导体结合在一起，由于界面两侧载流子浓度不同而产生载流子扩散运动。P型区空穴向N型区扩散，N型区自由电子向P型区扩散。在边界两侧两种载流子产生复合，形成带正电和负电的离子。它们不能移动，而在边界两侧形成空间电荷区，称为PN结。
空间电荷区的特性：
（1）区内正、负离子带电而不能移动，载流子因复合而数量很少，因此电阻率很离，故称耗尽层；
（2）正、负离子形成的内电场阻止多子继续扩散，故又称阻挡层；
（3）内电场对少子有吸引作用，形成少子的逆向运动，称为漂移；
（4）在没有外电场作用时，当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，两侧间没有电流，空间电荷区厚度一定。
机理解释
在PN结没有外加电压时．PN结中载流子的扩散运动和漂移运动达到动态平衡，所以通过PN结的总电流为零。
正偏
加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区，外电场的方向与内电场方向相反。
外电场削弱内电场→耗尽层变窄→扩散运动→漂移运动→多子扩散形成正向电流（与外电场方向一致）IF，而且外加正向电压对正向电流有很强的控制作用。
反偏
加反向电压（反偏）——电源正极接N区，负极接P区，外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动→扩散运动→少子漂移形成反向电流IR，而且反向电流基本上不随外加电压而变化，但随温度变化大。
失败原因
二极管的单向导电性
单向导电性是二极管最重要的特性。利用单向导电性可以判断二极管的好坏，正偏时电阻值小，反偏时电阻值大，否则，二极管是损坏了的。
二极管单向导电性失败的场合及原因
（1）正向偏压太低。（不足以克服死区电压）
（2）正向电流太大。（会使PN结温度过高烧毁）
（3）反向偏压太高。（造成反向击穿）
（4）工作频率太高。（使结电容容抗下降而反向不截止）
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