二極體的工作原理圖解

二極體的工作原理圖解，可能很多人都沒有聽說過二極體，二極體其實在我們的生活中是一種比較常見的東西，我們的燈泡、螢幕等等都是由二極體製成，那二極體的工作原理圖解是什麼，一起來看看吧。

二極體的工作原理圖解1

二極體是最常用的電子元件之一，它最大的特性就是單向導電，也就是電流只可以從二極體的一個方向流過，二極體的作用有整流電路，檢波電路，穩壓電路，各種調製電路，主要都是由二極體來構成的。

二極體工作原理

晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其介面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電常當不存在外加電壓時，由於p-n結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。

N型、P型其實是針對載流子來說的，載流子分為電子和空穴，如果材料以電子載流子導電為主那麼就叫N型，如果以空穴載流子導電為主那麼就叫P型。因為電子帶負電，所以N是negaTIve的縮寫;而空穴帶正電，所以P是posiTIve的縮寫。

PN二極體正向導電性

在PN接面兩端外加電壓，稱為給PN接面以偏置電壓，給PN接面加正向偏置電壓，即P區接電源正極，N區接電源負極，此時稱PN接面為正向偏置。反之為反向偏置。

PN接面正向偏置

由於外加電源產生的外電場的方向與PN接面產生的內電場方向相反，削弱了內電場，使PN接面變薄，有利於兩區多數載流子向對方擴散，形成正向電流，此時PN接面處於正向導通狀態

2、PN接面反向偏置

給PN接面加反向偏置電壓，即N區接電源正極，P區接電源負極，稱PN接面反向偏置（簡稱反偏）

由於外加電場與內電場的方向一致，因而加強了內電場，使PN接面加寬，阻礙了多子的擴散運動

二極體的結構主要是有PN接面組成，二極體工作過程中所產生的正向導向性是是有PN接面寬度的增減決定的。

外加電場與內電場的方向一致，因而加強了內電場，使PN接面加寬，阻礙電子擴散，形成反向電流微弱。

二極體的工作原理圖解2

一、概述

發光二極體在我們生活中是比較常見的，比如說：商業的走字燈，交通燈，LED螢幕，LED燈泡等等。二極體是一種用鍺或者矽半導體材料做成的，半導體材料導電效能在常溫下介於導體和絕緣體之間，一百多年前就有這個東西了，是半導體器件家族中的元老了。

發光二極體只是二極體其中之一，還有許多不同用途的二極體：整流二極體、穩壓二極體、光電二極體、開關二極體等。整流二極體在我們生活中比較常見，都用在交流轉直流的電路中：手機充電器，電腦充電器，電動車充電器等等。

二、PN接面

上面說到的那些二極體它們都有一個共同的效能，單向導電性，就是說電流只能從二極體的陽極進去，負極出去，反過來就不行了。為什麼呢？二極體中有個叫PN接面的東西，就是它阻止了電流逆流。接下來小馬哥就給小夥伴們講講PN 結。

自然界中的物質，按照不同的導電效能分為了導體、半導體和絕緣體，半導體材料導電效能介於導體和絕緣體之間。常用的半導體材料有四價矽和鍺（zhě）。什麼是四價啊，就是最外層有四個電子。純淨的半導體又稱為本徵半導體，其導電能力較差，不能直接用來製造半導體器件，在本徵半導體一邊中用擴散工藝摻入三價元素（硼），另一邊摻入五價元素（磷），就是把原來少量的矽原子或者鍺原子替代了。

三價元素（硼），最外層只有三個電子，然而矽和鍺有外層有四個電子，少了一個怎麼辦呀？那就形成了空穴，這個就是P型半導體。於是，P型半導體就成為了含空穴濃度較高的半導體。

五價元素（磷）有五個電子，多一個怎麼辦？多出的一個電子幾乎不受束縛，它就自由了，叫它自由電子，這個就是N型半導體。於是，N型半導體就成為了含電子濃度較高的半導體。

擴散運動和漂移運動

P型半導體和N型半導體結合後，P區內空穴和N區內自由電子多稱為多子，P區內自由電子和N區內空穴幾乎為零稱為少子，在它們的交界處就出現了自由電子和空穴的濃度差。

由於P區的空穴濃度比N區高，空穴就往N區擴散，而N區的自由電子濃度比P區高，自由電子往P區擴散，就像一滴墨水滴在清水中，墨水本身濃度高，就往周圍擴散，這就是擴散運動，P區的.空穴和N區的自由電子就可能相遇，然後複合。什麼是複合啊，把空穴比作房子，房子裡面要住人啊，這時候自由電子就比作人了，然後他們就結合成一體了。

P區和N區裡面的雜質離子不能任意移動，為啥呀？因為雜質離子被周圍的矽原子或者鍺原子束縛了。在P和N區交介面附近，形成了一個很薄的空間電荷區，在這個區域內，多子已擴散到對方並複合掉了，或者說消耗殆盡了。

P區和N區裡面的雜質離子相互作用，N區雜質離子帶正電荷，P區雜質離子帶負電荷，在空間電荷區形成了內電場，擴散運動的進行使空間電荷區變寬，內電場也變強了。

這個內電場一方面阻止了擴散運動的進行，擴散就不容易進行下去；另一方面使空穴（少子）從N區往P區漂移，自由電子從P區往N區漂移，這個漂移可不是汽車漂移，是受N區高電勢，P區低電勢的內電場影響產生漂移，叫做少子漂移。

慢慢的空間電荷區就穩定了。總結來說多子運動叫做擴散運動，少子運動就是漂移運動，當兩種運動達到動態平衡就產生了PN接面。在PN接面加上相應的電級引線和管殼，就構成了半導體二極體。由P區引出的電極成為了正極，由N區引出的電極成為了負極。

三、導通和截止

當PN接面加正向導通電壓就是把P區引腳加電源正極，N區引腳連線電源負極。電流方向由P區流向N區和PN 結內部的內電場相反，當電壓大於內電場電壓時，外部的電源抵消了其內電場。

內電場抵消了，有利於擴散運動的進行，空間電荷區慢慢變成了P區和N區，當空間電荷區越來越薄，直到最薄的時候這時候會形成一個擴散電流，這時候二極體也就導通了，這時候的電壓稱為導通電壓。

反之把P區引腳加電源負極，N區引腳連線電源正極，這時候電流流動的方向和內電場的方向相同，增強了內電場使得空間電荷區變寬，空穴會被拉向P區的方向，電子會被拉向N區的方向，從而阻止了擴散運動，形成了反向漏電流，由於電流非常小，這就是截止狀態。

反向電壓增大到一定程度時，反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流，則電流會大到將PN接面燒燬，這時候的電壓成為擊穿電壓，這時候二極體就沒用了。

二極體加正向偏置電壓，死區OA區，由於正向電壓比較小，二極體不導通，幾乎沒有電流，呈高阻狀態，此時二極體兩端的電壓為死區電壓，矽二極體為0.5V（鍺管為0.1v），當正向電壓高於一定的數值後，二極體中的電流隨著電壓的升高而增大，二極體導通，這時候的電壓稱為導通電壓，也叫門檻電壓。

矽管導通電壓為0.6V（鍺管為0.2v），導通時二極體兩端的電壓保持不變，矽管0.7V（鍺管為0.3v），這時候稱為正向壓降。

當電子與空穴複合時能輻射出可見光，PN接面摻雜不同的化合物發出的光也不同，比如說鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等。然後加上引腳，用環氧樹脂封裝起來，通上正向電壓發光二極體就這樣發光了。

穩壓二極體利用了二極體反向擊穿的特性，穩壓二極體都是串聯在電路中，當穩壓二極體被擊穿，儘管電流在很大的範圍內變化，而二極體兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓上下。

在接二極體還要注意正負極，一般看外觀來說，長引腳為正極，短引腳為負極，有些二極體的表面會有圖形符號用萬用表也可以測，把萬用表調到二極體檔，紅黑表筆分別接二極體的兩端，若此時萬用表的讀數小於1，紅表筆接二極體的正極，黑表筆接二極體的負極。若讀數為“1”，則黑表筆一端為正極。