順バイアスと逆バイアス: 違いと比較

主要な取り組み

1. 順バイアスは、電圧源の正端子が p 型半導体に接続されるときに発生します。 これにより、障壁電位が低下し、電流が流れるようになります。
2. 逆バイアスでは、正端子が n 型半導体に接続され、バリア電位が増加し、電流の流れが妨げられます。
3. 順バイアスではダイオードが「オン」になり、電流が流れますが、逆バイアスではダイオードが「オフ」になり、電流がブロックされます。

順バイアスとは何ですか?

順バイアスは、ダイオードまたは半導体接合に電流が流れることを可能にする電圧の印加を表すために電子機器で使用される用語です。 順バイアスでは、電源の正端子はダイオードまたは接合の P 領域 (正領域) に接続され、負端子は N 領域 (負領域) に接続されます。

ダイオードが順バイアスされると、電流が容易に流れます。 これは、P 領域に印加される正の電圧が多数の電荷キャリア (正孔) を接合に向かって反発するのに対し、N 領域に印加される負の電圧は少数の電荷キャリア (電子) を接合から遠ざけるためです。 その結果、空乏領域（電荷キャリアのない接合近くの領域）が狭くなり、電流が流れることが可能になります。

逆バイアスとは何ですか?

逆バイアスとは、ダイオードまたは半導体接合を通る通常の電流の流れを妨げる電圧を印加することです。 逆バイアスでは、電源の正端子はダイオードまたは接合の N 領域 (負領域) に接続され、負端子は P 領域 (正領域) に接続されます。

ダイオードが逆バイアスされると、ダイオードを流れる電流が阻止されます。 これは、N 領域に印加された正の電圧が多数の電荷キャリア (電子) を接合から遠ざけるのに対し、P 領域に印加された負の電圧は少数の電荷キャリア (正孔) を接合に向かって引き寄せるためです。 その結果、空乏領域 (電荷キャリアのない接合近くの領域) が広がり、電流の流れを妨げる障壁が形成されます。

順バイアスと逆バイアスの違い

1. 順バイアスでは、ダイオードまたは接合により、電流がアノードからカソードへ順方向に容易に流れることができます。 逆バイアスでは、ダイオードまたは接合が電流の流れを抑制し、逆方向に流れるのを阻止します。
2. 順バイアスでは、電源の正端子はダイオードまたは接合の P 領域に接続され、負端子は N 領域に接続されます。 逆バイアスでは、極性が逆になり、正端子が N 領域に接続され、負端子が P 領域に接続されます。
3. 順バイアスは、ダイオードまたは接合の空乏領域 (電荷キャリアのない接合近くの領域) を狭め、電流が通過できるようにします。 逆バイアスにより空乏領域が広がり、電流の流れを防ぐ障壁が形成されます。
4. 順方向バイアスでは、障壁を乗り越えて電流が流れるようにするために、順方向電圧降下 (シリコン ダイオードの場合は約 0.6 ～ 0.7 ボルト) よりも高い電圧が必要です。 逆バイアスでは、大量の逆電流を発生させるために、逆降伏電圧よりも高い電圧が必要です。
5. 順方向バイアスにより、ダイオードは閉じたスイッチのように動作し、電流を順方向に流すことができます。 逆バイアスにより、ダイオードは開いたスイッチのように動作し、逆方向の電流の流れをブロックします。

順バイアスと逆バイアスの比較

比較パラメータ	順バイアス	逆バイアス
電流の流れ	順方向の電流の流れを許可します	逆方向の電流の流れを遮断
電圧極性	プラス端子は P 領域に接続されています	プラス端子はN領域に接続されています
枯渇領域	空乏領域を狭くし、電流の伝導を可能にします	空乏領域を広げ、電流の流れに対する障壁を作成します。
電圧要件	順方向電圧降下より高い電圧が必要	逆耐圧以上の電圧が必要
ダイオードの動作	閉じたスイッチとして機能し、電流が流れるようにします	開いたスイッチとして機能し、電流の流れをブロックします。

参考文献

1. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.363935
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201302818

最終更新日 : 26 年 2023 月 XNUMX 日