1、二极管结构道理

以下是功率二极管的道理图:

二极管主如果由一个P型和一个N型半导体组成，算是最简单、利用最普遍的器件，二极管的功用很简单 : 正领导通，反向封闭。

其道理就是一个PN的节的道理，尔前面的三极管等都只是PN节的叠加，下面的常识几近是一切功率器件的根本。

在现实二极管型号中一般会有一个红色的圈暗示为负极。

从二极管的结构来看，实在就是一个PN节，只要PN充足近(电子轨道毗连)就使得PN节构成了一个大晶体，从而双方的载流子和相互交换移动等。

但是P型半导体中空穴的浓度高，而N型半导体电子的浓度高，在没有加电压即没有静电场的情况下，不会存在载流子的漂移活动，但由于载流子浓度差存在分散活动。

如上图所示由于PN载流子浓度分歧构成分散，分散前PN均不带电呈中性，这里出格要留意的是PN半导体材料中的电子和空穴的浓度高不是说其自力的电子和空穴浓度，而是处于导带中的电子和空穴浓度。

一旦发生分散今后P型半导体中会进来更多的电子，而N型半导体中会进来更多的空穴，所以P型半导体味带上负电，而N性半导体味带上正电。

这样在分散的进程中会构成分散电流，其中中心地区必定是首先起头分散，这样双方具有分歧的电荷就构成了静电场。

如上图所示在电场的感化下P中的电子会向N中漂移，构成N-->P的漂移电流，一样空穴也是类似的，那末分散电流与漂移电流反向相反，终极分散电流与分散构成的电场发生的漂移电流相称构成了稳态。

中心存在电荷的地区也叫空间电荷区，空间电荷区之外是中性区，这样PN节交界处的电场强度最强，越往双方越弱。

2、PN节零偏

零偏就是内部没有电流流过，二极管处于稳定状态，前面领会到，PN节中心会存在一个电场，那末相当于二极管两头有一个类似于电压源的形式，且对于Si材料电压差一般约为0.7V。

电场强度是电荷的积分，而电势为电场对间隔的积分，波形如上图所示，既然存在电势差我们应当可以利用万用表停止丈量，而你会发现现实是没法丈量的，缘由以下:

由于在丈量进程中PN节别离与金属表笔构成肖特节，而肖特节会存在0.35V的压降，恰好与PN节的0.75V抵消，没法丈量到电压。

3、PN节正偏

当利用电压源给二极管供电，以下图所示:

外界电源所发生的电场恰好与PN节内部的电场反向，终极使失势垒区范围缩小，与外界电压满足KVL稳定，从而致使PN节内部的漂移电流下降。致使N区的电子大概P区的空穴不竭的向对方分散，那末分散到对方的空穴大概电子不可以再扩大势垒区，而是经过电源停止了电荷的交换，使得PN节的电子大概空穴浓度连结稳定。

PN节的电子大概空穴浓度没有发生改变，那末分散电流就不会发生变化，可以到达很大的分散电流并一向保持，同时在分散区的载流子浓度城市增加。

当在PN节两头加多大的正向电压，势垒区就会削减几多，终极内部电源抵消势垒区电压即可以发生较大电流，所以需要在二极管正向加一定的电压才可以导通，导通今后的压降很低，阻抗也比力小。

内部不加电压的情况下，会存在一定的时候来构成势垒区，一般的二极管的在1ms左右，快速的在us级别。

二极管正领导通存在电导调制效应，电流越大，电导越大，由于电流越大，分散区的载流子浓度越高，也便可以下降二极管的压降。

4、PN节反偏

PN节反偏就是让PN节中的势垒区变更宽，以下图所示:

在反偏的状态下，其分散电流是不会发生变化的，在内部电源的加持下，使得内部电场与内部电场叠加构成的漂移电流会大于分散电流，可是虽然电场强度增强，而电流的增加需要有较多的载流子，N区没有充足的电子，电源也没法供给电子，所以其反向电流很是小，通常是uA级别。

固然也可以经过度析PN节中各载流子浓度停止分析，其分散区的载流子浓度城市下降。

对于正偏和反偏都是存在电流的，只是电流的巨细分歧，所以都是处于不服衡状态，仅仅只要零偏的时辰二极管才处于平衡状态，每个地方的电子*空穴浓度才大约为10^20次方，而反偏中心载流子乘积小于10^20次方，处于正偏中心载流子乘积大于10^20次方。

5、击穿

当在二极管上加一定的反向电压，其P区的空穴浓度很低，N区的电子浓度也很低，其仅仅只会有uA级此外电流存在，前面临于二极管的反偏机制就已经说了然其不成能构成大的反向电流，当反向电压充足就会致使击穿。

击穿也分为雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿

其中雪崩击穿是内部电场给电子充足的动能，从而经过电子的之间的碰撞使得更多价带的电子离开价带进入导带，发生更多的电子和空穴，这样载流子浓度增加，终极发生较大的电流。

齐纳击穿，当势垒区比力薄，电子在强电场感化下会存在间接经过的情况。

热击穿，温度太高，使得电子动能增加，终极载流子浓度增加，一般Si半导体器件不能跨越150度。

6、静态特征

二极管在正反切换进程会发生一定的静态效应，如电容效应。当二极管两头加反向电压的时辰势垒区会变宽，其中的电荷也就越多，C=dQ/dV,从而显现出电容的效应，也叫势垒电容。

不但仅势垒区电荷会随着电压的变化而变化，还有分散区也会显现出该特征。

可是二极管的电容效应主如果正偏时辰的电容效应大，且主如果分散电容，而反向相对照力小，主如果势垒电容。

电容效应会影响二极管的工作频次，特别是高速的开关状态,会使得高频信号直通，以下图所示: