正向偏置与反向偏置：差异与比较

关键精华

1. 当电压源的正极端子连接到 p 型半导体时，会发生正向偏置。 这降低了势垒电位并允许电流流动。
2. 反向偏置将正极端子连接到 n 型半导体，增加势垒电位并阻止电流流动。
3. 正向偏置将二极管“打开”，允许电流流动，而反向偏置将其“关闭”，阻止电流。

什么是正向偏置？

正向偏置是电子学中使用的一个术语，用于描述允许电流流过二极管或半导体结的电压的应用。 在正向偏置中，电源的正极端子连接到二极管或结的 P 区（正区），而负极端子连接到 N 区（负区）。

当二极管正向偏置时，电流可以轻松流过。 这是因为施加到 P 区的正电压将多数电荷载流子（空穴）排斥到结处，而施加到 N 区的负电压将少数电荷载流子（电子）排斥远离结。 结果，耗尽区（结附近没有电荷载流子的区域）变窄，允许电流通过。

什么是反向偏置？

反向偏置是施加与电流正常流过二极管或半导体结相反的电压。 在反向偏置中，电源的正极端子连接到二极管或结的 N 区域（负区域），而负极端子连接到 P 区域（正区域）。

当二极管反向偏置时，它会抑制电流流过它。 这是因为施加到 N 区的正电压会吸引大多数电荷载流子（电子）远离结，而施加到 P 区的负电压会吸引少数电荷载流子（空穴）流向结。 结果，耗尽区（结附近没有电荷载流子的区域）变宽，形成阻止电流流动的势垒。

正向偏置和反向偏置之间的区别

1. 在正向偏置中，二极管或结允许电流轻松地从阳极流向阴极。 在反向偏置中，二极管或结抑制电流流动并阻止其反向流动。
2. 在正向偏置中，电源的正极端子连接到二极管或结的 P 区，而负极端子连接到 N 区。 在反向偏置中，极性相反，正极端子连接到 N 区，负极端子连接到 P 区。
3. 正向偏置会缩小二极管或结中的耗尽区（结附近没有电荷载流子的区域），从而允许电流通过。 反向偏置会加宽耗尽区，形成阻止电流流动的势垒。
4. 正向偏置需要高于正向压降（硅二极管约为 0.6 至 0.7 伏）的电压来克服势垒并允许电流流动。 反向偏置需要高于反向击穿电压的电压才能产生显着的反向电流。
5. 正向偏置允许二极管表现得像一个闭合开关，在正向传导电流。 反向偏置会导致二极管表现得像打开的开关，阻止反向电流流动。

正向偏置和反向偏置的比较

比较参数	正向偏置	反向偏压
电流	允许电流正向流动	阻止反向电流
电压极性	正极端子连接至 P 区	正极端子连接至 N 区
耗尽区	缩小耗尽区，实现电流传导	扩大耗尽区，形成电流屏障
电压要求	需要高于正向压降的电压	要求电压高于反向击穿电压
二极管行为	充当闭合开关，允许电流流动	充当打开的开关，阻止电流流动

参考资料

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

最后更新：26 年 2023 月 XNUMX 日