二極管偏置是什么？對(duì)二極管功能有影響嗎？

什么是二極管偏置？在我們比較這兩種類(lèi)型的偏置之前，我們先討論它們的個(gè)體特征。在電子學(xué)中，我們將偏置定義為在電子電路的不同點(diǎn)建立一組電流或電壓的方法，以在電子元件內(nèi)建立適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件。此外，偏置存在兩種類(lèi)型的偏置，正向偏置和反向偏置。

之前我們已經(jīng)了解到，二極管（PN結(jié)）的功能很像單向高速公路，因?yàn)樗试S電流在一個(gè)方向上比在另一個(gè)方向上更容易流動(dòng)?？傊?，二極管通常沿一個(gè)方向傳導(dǎo)電流，并且它們施加的電壓遵循所描述的正向偏置方向。但是，當(dāng)電壓反向移動(dòng)時(shí)，我們將此方向稱(chēng)為反向偏置。此外，當(dāng)處于反向偏置時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)PN結(jié)二極管通常會(huì)抑制或阻止電流流動(dòng)，幾乎就像電子版的止回閥一樣。

一、正向偏置與反向偏置

在標(biāo)準(zhǔn)二極管中，當(dāng)二極管兩端的電壓允許電流自然流動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生正向偏置，而反向偏置表示二極管兩端的電壓方向相反。然而，反向偏置期間二極管兩端的電壓不會(huì)產(chǎn)生任何顯著的電流流動(dòng)。此外，這一特殊特性有利于將交流電（AC）變?yōu)橹绷麟姡?a target="_blank">DC）。

此特性還有多種其他用途，包括電子信號(hào)控制。

二、二極管的工作原理

二極管的詳細(xì)過(guò)程可能有點(diǎn)難以理解，因?yàn)樗婕皩?duì)量子力學(xué)的理解。二極管操作涉及負(fù)電荷（電子）和正電荷（空穴）的流動(dòng)。從技術(shù)上講，我們將半導(dǎo)體二極管稱(chēng)為PN結(jié)。PN結(jié)也是光伏電池操作的重要部分。

通常，二極管的正常運(yùn)行需要另一個(gè)基本元素或稱(chēng)為摻雜的過(guò)程。您可以用材料摻雜半導(dǎo)體，以促進(jìn)容易置換的電子過(guò)多，我們將其稱(chēng)為N型或負(fù)區(qū)域。此外，還可以摻雜半導(dǎo)體以促進(jìn)過(guò)多的空穴也容易吸收這些電子，我們將其稱(chēng)為P型或正區(qū)域。此外，二極管的正極和負(fù)極區(qū)域也稱(chēng)為其陽(yáng)極（P）和陰極（N）。

總體而言，正是這兩種材料之間的差異以及它們?cè)跇O短距離上的協(xié)同作用促進(jìn)了二極管的工作。但是，當(dāng)然，只有當(dāng)我們合并兩種類(lèi)型（P，N）的材料時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)二極管功能。此外，這兩種材料的融合形成了我們所說(shuō)的PN結(jié)。此外，存在于兩個(gè)元素之間的區(qū)域稱(chēng)為耗盡區(qū)。

值得注意的是，為了正常工作，二極管需要最小閾值電壓才能超過(guò)耗盡區(qū)。此外，在大多數(shù)情況下，二極管的最小閾值電壓約為0.7伏。此外，反向偏壓會(huì)在二極管中產(chǎn)生少量電流，稱(chēng)為漏電流，但通?？梢院雎圆挥?jì)。最后，如果施加一個(gè)顯著的反向電壓，它將導(dǎo)致二極管的全面電子擊穿，從而使電流以相反的方向流過(guò)二極管。

三、二極管功能和操作

通常，當(dāng)擴(kuò)散促進(jìn)電子從N型區(qū)域的后續(xù)移動(dòng)時(shí)，它們開(kāi)始填充P型區(qū)域內(nèi)的空穴。該作用的結(jié)果在P型區(qū)域內(nèi)形成負(fù)離子，從而在N型區(qū)域中留下正離子?？傮w而言，該動(dòng)作的控制控制存在于電場(chǎng)的方向上。正如你想象的那樣，這會(huì)產(chǎn)生有益的電氣行為，當(dāng)然，這取決于您如何施加電壓，即偏置。

此外，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的PN結(jié)二極管，存在三個(gè)偏置條件和兩個(gè)工作區(qū)域。三種可能的偏置條件類(lèi)型如下：

（1）正向偏置：這種偏置條件包括將正電壓電位連接到P型材料以及將負(fù)極連接到二極管兩端的N型材料，從而減小二極管的寬度。

（2）反向偏置：相反，這種偏置條件涉及將負(fù)電壓電位連接到P型材料，并將正極連接到二極管兩端的N型材料，從而增加二極管的寬度。

（3）零偏置：這是一種偏置條件，其中沒(méi)有施加到二極管的外部電壓電位。

四、正向偏置與反向偏置及其方差

反向偏置加強(qiáng)了勢(shì)壘并阻礙了電荷載流子的流動(dòng)。相反，正向偏壓會(huì)削弱勢(shì)壘，從而使電流更容易流過(guò)結(jié)。在正向偏置時(shí)，我們將電源的正極端子連接到陽(yáng)極，將負(fù)極端子連接到陰極。相反，在反向偏壓下，我們將電源的正極連接到陰極，將負(fù)極連接到陽(yáng)極。

（1）正向偏壓降低了跨電勢(shì)的電場(chǎng)勢(shì)壘的強(qiáng)度，而反向偏壓則加強(qiáng)了勢(shì)壘。

（2）正向偏壓具有大于陰極電壓的陽(yáng)極電壓。相反，反向偏壓的陰極電壓大于陽(yáng)極電壓。

（3）正向偏置具有很大的正向電流，而反向偏置具有最小的正向電流。

（4）二極管的耗盡層在正向偏置時(shí)要薄得多，而在反向偏置時(shí)要厚得多。

（5）正向偏壓會(huì)降低二極管的電阻，反向偏壓會(huì)增加二極管的電阻。

（6）電流在正向偏置時(shí)毫不費(fèi)力地流動(dòng)，但反向偏置不允許電流流過(guò)二極管。

（7）電流的大小取決于正向偏壓時(shí)的正向電壓，但是，在反向偏壓中電流量很小或可以忽略不計(jì)。

（8）在正向偏置中，如果處于反向偏置中，器件將充當(dāng)導(dǎo)體和絕緣體。