專注差異化嵌入式產(chǎn)品解決方案 給智能產(chǎn)品定制注入靈魂給予生命
提供開發(fā)工具、應(yīng)用測試 完善的開發(fā)代碼案例庫分享
從全面的產(chǎn)品導(dǎo)入到強大技術(shù)支援服務(wù) 全程貼心伴隨服務(wù),創(chuàng)造無限潛能!
什么是二極管偏置?在我們比較這兩種類型的偏置之前,我們先討論它們的個體特征。在電子學(xué)中,我們將偏置定義為在電子電路的不同點建立一組電流或電壓的方法,以在電子元件內(nèi)建立適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件。此外,偏置存在兩種類型的偏置,正向偏置和反向偏置。
之前我們已經(jīng)了解到,二極管(PN結(jié))的功能很像單向高速公路,因為它允許電流在一個方向上比在另一個方向上更容易流動??傊?,二極管通常沿一個方向傳導(dǎo)電流,并且它們施加的電壓遵循所描述的正向偏置方向。但是,當(dāng)電壓反向移動時,我們將此方向稱為反向偏置。此外,當(dāng)處于反向偏置時,標(biāo)準(zhǔn)PN結(jié)二極管通常會抑制或阻止電流流動,幾乎就像電子版的止回閥一樣。
一、正向偏置與反向偏置
在標(biāo)準(zhǔn)二極管中,當(dāng)二極管兩端的電壓允許電流自然流動時,會發(fā)生正向偏置,而反向偏置表示二極管兩端的電壓方向相反。然而,反向偏置期間二極管兩端的電壓不會產(chǎn)生任何顯著的電流流動。此外,這一特殊特性有利于將交流電(AC)變?yōu)橹绷麟?DC)。
此特性還有多種其他用途,包括電子信號控制。
二、二極管的工作原理
二極管的詳細(xì)過程可能有點難以理解,因為它涉及對量子力學(xué)的理解。二極管操作涉及負(fù)電荷(電子)和正電荷(空穴)的流動。從技術(shù)上講,我們將半導(dǎo)體二極管稱為PN結(jié)。PN結(jié)也是光伏電池操作的重要部分。
通常,二極管的正常運行需要另一個基本元素或稱為摻雜的過程。您可以用材料摻雜半導(dǎo)體,以促進(jìn)容易置換的電子過多,我們將其稱為N型或負(fù)區(qū)域。此外,還可以摻雜半導(dǎo)體以促進(jìn)過多的空穴也容易吸收這些電子,我們將其稱為P型或正區(qū)域。此外,二極管的正極和負(fù)極區(qū)域也稱為其陽極(P)和陰極(N)。
總體而言,正是這兩種材料之間的差異以及它們在極短距離上的協(xié)同作用促進(jìn)了二極管的工作。但是,當(dāng)然,只有當(dāng)我們合并兩種類型(P,N)的材料時,才能實現(xiàn)二極管功能。此外,這兩種材料的融合形成了我們所說的PN結(jié)。此外,存在于兩個元素之間的區(qū)域稱為耗盡區(qū)。
值得注意的是,為了正常工作,二極管需要最小閾值電壓才能超過耗盡區(qū)。此外,在大多數(shù)情況下,二極管的最小閾值電壓約為0.7伏。此外,反向偏壓會在二極管中產(chǎn)生少量電流,稱為漏電流,但通??梢院雎圆挥嫛W詈?,如果施加一個顯著的反向電壓,它將導(dǎo)致二極管的全面電子擊穿,從而使電流以相反的方向流過二極管。
三、二極管功能和操作
通常,當(dāng)擴散促進(jìn)電子從N型區(qū)域的后續(xù)移動時,它們開始填充P型區(qū)域內(nèi)的空穴。該作用的結(jié)果在P型區(qū)域內(nèi)形成負(fù)離子,從而在N型區(qū)域中留下正離子??傮w而言,該動作的控制控制存在于電場的方向上。正如你想象的那樣,這會產(chǎn)生有益的電氣行為,當(dāng)然,這取決于您如何施加電壓,即偏置。
此外,對于標(biāo)準(zhǔn)的PN結(jié)二極管,存在三個偏置條件和兩個工作區(qū)域。三種可能的偏置條件類型如下:
(1)正向偏置:這種偏置條件包括將正電壓電位連接到P型材料以及將負(fù)極連接到二極管兩端的N型材料,從而減小二極管的寬度。
(2)反向偏置:相反,這種偏置條件涉及將負(fù)電壓電位連接到P型材料,并將正極連接到二極管兩端的N型材料,從而增加二極管的寬度。
(3)零偏置:這是一種偏置條件,其中沒有施加到二極管的外部電壓電位。
四、正向偏置與反向偏置及其方差
反向偏置加強了勢壘并阻礙了電荷載流子的流動。相反,正向偏壓會削弱勢壘,從而使電流更容易流過結(jié)。在正向偏置時,我們將電源的正極端子連接到陽極,將負(fù)極端子連接到陰極。相反,在反向偏壓下,我們將電源的正極連接到陰極,將負(fù)極連接到陽極。
(1)正向偏壓降低了跨電勢的電場勢壘的強度,而反向偏壓則加強了勢壘。
(2)正向偏壓具有大于陰極電壓的陽極電壓。相反,反向偏壓的陰極電壓大于陽極電壓。
(3)正向偏置具有很大的正向電流,而反向偏置具有最小的正向電流。
(4)二極管的耗盡層在正向偏置時要薄得多,而在反向偏置時要厚得多。
(5)正向偏壓會降低二極管的電阻,反向偏壓會增加二極管的電阻。
(6)電流在正向偏置時毫不費力地流動,但反向偏置不允許電流流過二極管。
(7)電流的大小取決于正向偏壓時的正向電壓,但是,在反向偏壓中電流量很小或可以忽略不計。
(8)在正向偏置中,如果處于反向偏置中,器件將充當(dāng)導(dǎo)體和絕緣體。
以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的“什么是二極管偏置?對二極管功能有何影響?”。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā),提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。