二极管工作原理

半导体

1、二极管工作原理（正向导电，反向不导电），晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成了空间电荷层，并且建有自建电场，当不存在外加电压时，因为p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当产生正向电压偏置时，外界电场与自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流（也就是导电的原因）。当产生反向电压偏置时，外界电场与自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围中与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0（这也就是不导电的原因）。

2、当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。

二极管是一种具有单向导电性的半导体元件，其工作原理基于PN结的特性。PN结是由一个P型半导体和一个N型半导体结合而成，P型半导体中多数载流子是空穴，而N型半导体中多数载流子是自由电子。

当PN结处于正向偏置时，即P型端接电源正极，N型端接电源负极，P区的空穴向N区移动，N区的电子向P区移动，这使得载流子在PN结中扩散，从而形成电流。正向偏置下，PN结的电阻很小，导通电流较大。

当PN结处于反向偏置时，即P型端接电源负极，N型端接电源正极，P区的空穴和N区的电子被拉向相反的方向，扩散被阻断，此时PN结的反向电阻很大，几乎不导通电流，只有微量的反向漏电流。

二极管的这种单向导电性使得它在电路中被广泛应用，如电源整流、信号检波、限幅、开关等。