Основные выводы
- Прямое смещение происходит, когда положительный вывод источника напряжения подключается к полупроводнику p-типа. Это снижает барьерный потенциал и позволяет протекать току.
- Обратное смещение соединяет положительную клемму с полупроводником n-типа, увеличивая потенциал барьера и предотвращая протекание тока.
- Прямое смещение включает диод, позволяя протекать току, а обратное смещение выключает его, блокируя ток.
Что такое прямое смещение?
Прямое смещение — это термин, используемый в электронике для описания приложения напряжения, которое позволяет току течь через диод или полупроводниковый переход. При прямом смещении положительная клемма источника питания подключается к P-области (положительная область) диода или перехода, а отрицательная клемма подключается к N-области (отрицательная область).
Когда диод смещен в прямом направлении, он позволяет току легко течь через него. Это связано с тем, что положительное напряжение, приложенное к P-области, отталкивает основные носители заряда (дырки) к переходу, а отрицательное напряжение, приложенное к N-области, отталкивает неосновные носители заряда (электроны) от перехода. В результате область обеднения (область вблизи перехода, где нет носителей заряда) сужается, пропуская ток.
Что такое обратное смещение?
Обратное смещение — это приложение напряжения, которое препятствует нормальному протеканию тока через диод или полупроводниковый переход. При обратном смещении положительная клемма источника питания подключается к N-области (отрицательная область) диода или перехода, а отрицательная клемма подключается к P-области (положительная область).
Когда диод смещен в обратном направлении, он препятствует прохождению тока через него. Это связано с тем, что положительное напряжение, приложенное к N-области, оттягивает основные носители заряда (электроны) от перехода, а отрицательное напряжение, приложенное к P-области, притягивает неосновные носители заряда (дырки) к переходу. В результате область обеднения (область вблизи перехода, где нет носителей заряда) расширяется, создавая барьер, препятствующий протеканию тока.
Разница между прямым смещением и обратным смещением
- При прямом смещении диод или переход позволяют току легко течь в прямом направлении, от анода к катоду. При обратном смещении диод или соединение препятствует протеканию тока и блокирует его течение в обратном направлении.
- При прямом смещении положительная клемма источника питания подключается к P-области диода или перехода, а отрицательная клемма - к N-области. При обратном смещении полярность меняется: положительная клемма подключается к N-области, а отрицательная клемма - к P-области.
- Прямое смещение сужает область обеднения (область вблизи перехода, где нет носителей заряда) в диоде или переходе, позволяя току проходить через него. Обратное смещение расширяет область истощения, создавая барьер, предотвращающий протекание тока.
- Прямое смещение требует напряжения выше, чем прямое падение напряжения (около 0.6–0.7 В для кремниевого диода), чтобы преодолеть барьер и обеспечить протекание тока. Для обратного смещения требуется напряжение, превышающее напряжение обратного пробоя, чтобы создать значительный обратный ток.
- Прямое смещение позволяет диоду вести себя как закрытый переключатель, проводя ток в прямом направлении. Обратное смещение заставляет диод вести себя как разомкнутый переключатель, блокируя поток тока в обратном направлении.
Сравнение прямого и обратного смещения
| Параметр сравнения | Прямое смещение | Обратное смещение |
|---|---|---|
| Текущий поток | Позволяет току течь в прямом направлении | Блокирует ток в обратном направлении |
| Полярность напряжения | Положительная клемма подключена к P-области | Положительная клемма, подключенная к N-области |
| Регион истощения | Сужает область истощения, обеспечивая проводимость тока | Расширяет область истощения, создавая барьер для тока |
| Требования к напряжению | Требуется напряжение выше, чем прямое падение напряжения. | Требуется напряжение выше, чем напряжение обратного пробоя. |
| Поведение диода | Действует как замкнутый переключатель, пропуская ток | Действует как разомкнутый переключатель, блокируя поток тока. |
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.363935
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201302818
Последнее обновление: 26 августа 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
