二極管的工作原理圖解

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

二極管的工作原理圖解1

二極管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管的一個方向流過，二極管的作用有整流電路，檢波電路，穩壓電路，各種調製電路，主要都是由二極管來構成的。

二極管工作原理

晶體二極管爲一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界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，載流子分爲電子和空穴，如果材料以電子載流子導電爲主那麼就叫N型，如果以空穴載流子導電爲主那麼就叫P型。因爲電子帶負電，所以N是negaTIve的縮寫;而空穴帶正電，所以P是posiTIve的縮寫。

PN二極管正向導電性

在PN結兩端外加電壓，稱爲給PN結以偏置電壓，給PN結加正向偏置電壓，即P區接電源正極，N區接電源負極，此時稱PN結爲正向偏置。反之爲反向偏置。

PN結正向偏置

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

2、PN結反向偏置

給PN結加反向偏置電壓，即N區接電源正極，P區接電源負極，稱PN結反向偏置（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結加寬，阻礙了多子的擴散運動

二極管的結構主要是有PN結組成，二極管工作過程中所產生的正向導向性是是有PN結寬度的增減決定的。

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

二極管的工作原理圖解2

一、概述

發光二極管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屏幕，LED燈泡等等。二極管是一種用鍺或者硅半導體材料做成的，半導體材料導電性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。

發光二極管只是二極管其中之一，還有許多不同用途的二極管：整流二極管、穩壓二極管、光電二極管、開關二極管等。整流二極管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結

上面說到的那些二極管它們都有一個共同的性能，單向導電性，就是說電流只能從二極管的陽極進去，負極出去，反過來就不行了。爲什麼呢？二極管中有個叫PN結的東西，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，按照不同的導電性能分爲了導體、半導體和絕緣體，半導體材料導電性能介於導體和絕緣體之間。常用的半導體材料有四價硅和鍺（zhě）。什麼是四價啊，就是最外層有四個電子。純淨的半導體又稱爲本徵半導體，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），就是把原來少量的硅原子或者鍺原子替代了。

三價元素（硼），最外層只有三個電子，然而硅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型半導體就成爲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型半導體就成爲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區內自由電子多稱爲多子，P區內自由電子和N區內空穴幾乎爲零稱爲少子，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，房子裏面要住人啊，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區裏面的雜質離子不能任意移動，爲啥呀？因爲雜質離子被周圍的硅原子或者鍺原子束縛了。在P和N區交界面附近，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區裏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結。在PN結加上相應的電級引線和管殼，就構成了半導體二極管。由P區引出的電極成爲了正極，由N區引出的電極成爲了負極。

三、導通和截止

當PN結加正向導通電壓就是把P區引腳加電源正極，N區引腳連接電源負極。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，這時候二極管也就導通了，這時候的電壓稱爲導通電壓。

反之把P區引腳加電源負極，N區引腳連接電源正極，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結燒燬，這時候的電壓成爲擊穿電壓，這時候二極管就沒用了。