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二極管原理動畫講解

職場更新时间:2024-11-24 21:45:56

二極管在電子行業應用非常廣泛，并且它們是所有電子設備的一個組成部分，本篇我們将詳細探讨二極管的内部原理和應用

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）1

一般來說二極管相等于電路中的單向閥，同一個方向導通，另一個方向截止。

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）2

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）3

我們來看一下二極管的内部結構，二級噶有矽半導體制成，但純矽沒有自由電子，所以這裡使用的矽不是純淨的，一部分摻雜了N型雜質，另一部分摻雜了P型雜質

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）4

因此在二極管的N側有自由電子，而在P側有電子的空穴，這在二極管的PN結處會發生非常有趣的現象，N側的自由電子傾會遷移到P側的空穴中，所以P側邊界帶負電，N側邊界帶正電（初中化學課）

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）5

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）6

圖中PN邊界部分是産生的耗盡區，由此産生的電場将阻礙所有電子的進一步遷移，簡而言之形成了電流的勢壘。

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）7

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）8

像圖中那樣将二極管與電源連接，電源将吸引電子和空穴，電流在此情況下不能形成，這種情況稱之為二極管的反向偏置。可以看到耗盡區的寬度增大

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）9

如果電源的正極連接到二極管的P側，情況将完全不同，假定電源具有足夠的電壓克服勢壘，可以看到電子将被負極推開，當電子穿過勢壘時，它們的能量将被耗盡，并且很容易占據P區的空穴，但由于正極（這裡是電源正極）的吸引，這些電子可以跳到P區中的臨近空穴，并在外部電路中流動，這稱之為二極管的正向偏置。

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二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）11

所以簡單的說二極管的作用就像一個電流的單向閥

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現在讓我們來改變輸入電壓并研究二極管的變化，在反向偏置時，如前面所說可以觀察到微弱的電流，

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）13

在正向偏置不到0.7V時，可以觀察到微量的電流，但穿過勢壘後，電流立即急劇增加，但是即使電壓很高，二極管兩端的電壓也不會超過0.7V太多，這是由于N極正向偏置狀态時，二極管對電流的阻礙非常小

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在反向偏置時，施加非常高的電壓會擊穿普通的二極管，并産生大電流

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二極管的單向電流特性使它得到了一些應用，例如整流橋，在正半周，該電路将如圖所示導通，另外兩個二極管處于反應偏置狀态。

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）16

在負半周，情況與正半周情況正好相反

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因此無論在正半周輸入，還是負半周輸入，都将得到同一方向的電流

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通過使用濾波器電容和穩壓器可以使得輸出更加平滑

二極管原理動畫講解（生動有趣的二極管工作原理）19

以上就是對二極管原理特性的具體描述與解釋，生動有趣。

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