这里有一个小小的疑问,平时只是在应用,而没有仔细的分析过,现在突然有点疑惑。书上说二极管导通门槛电压硅管为0.7V左右,锗管0.3V左右,满足这个电压pn结就导通。想问下,如果给二极管加上一个5V电压,然后再串联进一个30M的电阻,实际测试二极管N端电压为4.8V(仿真如图),此时二极管压降为0.2V;请问此时的pn结是否完全导通?
我个人理解应该是完全导通了的,因为从二极管导通机制来分析,是正向电压将pn结内电场削弱或抵消(与内电场方向相反),然后使N端的电子能够穿越耗尽区被吸到P端,这样才是二极管导通了。而如果反过来,N端接电源,P端悬空,那么电场方向与内电场方向相同,Pn结壁垒反而被加厚,此时电子是无法穿越过来的,所以P端测不到电压。
当电路串联一颗30M电阻进去,由于电阻过大,导致电流非常小,但是这并不影响二极管导通。
而以上结论,似乎又与书上讲的不一致,二极管如果完全导通,其压降应该大于其门槛电压0.7V或者0.3V。是不是我分析的不对呢。请指教,谢谢。
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小平头技术问答
根据半导体物理,pn结存在势垒电压,二极管加上正向电压以后这个势垒下降,流过二极管的电流按照指数规律上升。由于电流与电压是指数关系,电压对于电流就是对数关系,所以当电流增加到一定大小以后二极管的正向压降随着电流增加的幅度变得很缓慢,近似可以认为二极管的正向压降不再变化。通常定义的“导通”概念就是指这个二极管正向压降基本不变的区域,所以有所谓锗二极管的导通电压在0.2~0.3V,硅二极管的导通电压在0.7V左右这个说法。但是不到这个电压并非意味着没有电流流过二极管,只不过电流比较小而已。如果按照有无电流流过二极管来定义“导通”,那么也可以这样说:只要加上正向电压,二极管始终是“导通”的。
如果从VI特性曲线来看的话,由于电流太小,压降也太小,并没有处在我们所定义的“导通”区,即随电流的变化电压基本不再变化这个状态。这点我也是清楚的。但是从微观理论上去分析的话,我就想不太明白了。
我说的这个“导通”也是指pn结势垒电场被抵消,由于电势垒被消除,这样N区的多子才能够被大量的吸到P端,这也模电定义的“导通了”,没错吧。
我想请问一下,如果二极管正向偏置5V时将N极悬空的话,pn结有导通吗?此时N极是有电压的,N极电压基本等于p极电压;若加反向偏置,并将P极悬空,此时P极是没有电压的。为何这样,是否是因为正向偏置能削弱或抵消这个势垒,导致N区多子(电子)被大量吸到P区,从而使N区带上正电所以电压能够传递到N端呢?这样来看是不是“导通”的?而反向偏置却不能的!因为势垒加强,抑制了多子的流动,此时的pn结呈“未导通”。这就好比接上一段金属跟接上一段塑料棒是一个道理吧。谢谢了。
“我想请问一下,如果二极管正向偏置5V时将N极悬空的话,pn结有导通吗?”
N极悬空,你如何能够将二极管“正向偏置5V”?
前面半段基本同意,后面半段不敢苟同。
无论正向偏置还是反向偏置,只要进行测量,悬空的那一端的电位肯定都与接电的那一端相同,因为只要不是绝对零度,总会有载流子运动。如果不测量,载流子不运动(严格说是在统计意义上两个移动方向的载流子数量相等),也就是说都是“不导通”。
忽然想到,这个问题有点类似“薛定谔的猫”。
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