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功率二極管的結(jié)構(gòu)原理

2022-08-23 09:52:23  

1、二極管結(jié)構(gòu)原理

如下是功率二極管的原理圖:

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二極管主要是由一個P型和一個N型半導(dǎo)體組成,算是最簡單、使用最廣泛的器件,二極管的功能很簡單 : 正向?qū)ǎ聪蜿P(guān)閉。

其原理就是一個PN的節(jié)的原理,而后面的三極管等都只是PN節(jié)的疊加,下面的知識幾乎是所有功率器件的基礎(chǔ)。

在實際二極管型號中一般會有一個白色的圈表示為負極。

從二極管的結(jié)構(gòu)來看,其實就是一個PN節(jié),只要PN足夠近(電子軌道連接)就使得PN節(jié)形成了一個大晶體,從而兩邊的載流子和相互交換移動等。

然而P型半導(dǎo)體中空穴的濃度高,而N型半導(dǎo)體電子的濃度高,在沒有加電壓即沒有靜電場的情況下,不會存在載流子的漂移運動,但由于載流子濃度差存在擴散運動。

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如上圖所示由于PN載流子濃度不同形成擴散,擴散前PN均不帶電呈中性,這里特別要注意的是PN半導(dǎo)體材料中的電子和空穴的濃度高不是說其獨立的電子和空穴濃度,而是處于導(dǎo)帶中的電子和空穴濃度。

一旦產(chǎn)生擴散以后P型半導(dǎo)體中會進來更多的電子,而N型半導(dǎo)體中會進來更多的空穴,所以P型半導(dǎo)體會帶上負電,而N性半導(dǎo)體會帶上正電。

這樣在擴散的過程中會形成擴散電流,其中中間區(qū)域肯定是首先開始擴散,這樣兩邊擁有不同的電荷就形成了靜電場。

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如上圖所示在電場的作用下P中的電子會向N中漂移,形成N--》P的漂移電流,同樣空穴也是類似的,那么擴散電流與漂移電流反向相反,最終擴散電流與擴散形成的電場產(chǎn)生的漂移電流相等形成了穩(wěn)態(tài)。

中間存在電荷的區(qū)域也叫空間電荷區(qū),空間電荷區(qū)以外是中性區(qū),這樣PN節(jié)交界處的電場強度最強,越往兩邊越弱。

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