关于二极管的原理来自于PN结,下图为本征半导体:

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(1)

1.空穴与电子

动画中空穴是红的,电子是蓝的,其实我一直对空穴这个概念很抵触,因为从这个动画上来看空穴是不动的。但讲PN结、三极管的时候都会把空穴当成运动的载流子,虽然似乎也不是很难理解。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(2)

P型半导体空穴多,容易吸引电子但原子核电荷不够,会形成负电荷。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(3)

N型半导体电子多,电子容易逃跑且原子核电荷太多,会形成正电荷。

2.PN结

P(Positive)型半导体和N(Negative)型半导体构成PN结以后,会扩散出一个内电场,也叫PN结、阻挡层、耗尽层、空间电荷区。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(4)

电子受到电场力作用会漂移向N级,但N级电子太多,还是会向P级扩散。两种运动形成了动态平衡,当然,不一定会像下面这个动画一样形成稳定的环形电流。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(5)

3.正向偏置

电源正极接P,负极接N,电荷会重新分布

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(6)

因为载流子多而且PN结窄,所以会形成比较大的电流。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(7)

4.反向偏置

电源正极接N,负极接P,电荷也会重新分布

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(8)

因为载流子少而且PN结太宽,所以电流会很小。

什么是pn结及工作原理 动图看PN结的形成原理(9)

PN结基本原理就讲到这里。

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