晶体管的一百种姿势
晶体管 泛指一切以半导体材料为基础的单一元件,包括各种半导体材料制成的二极管、三极管、场效应管、晶闸管等。晶体管具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能,晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能。
——百度百科
- 以下都是个人理解,如果有误请友善指出
二极管的两种理解方式
我们知道二极管具有 单向导电性能 ,即给二极管阳极加上正向电压时,二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。怎么去理解呢?
我们可以看到上图是由一个 P型半导体 和一个 N型半导体 构成的二极管,由于N型半导体的电子比较多,而P型半导体的空穴比较多,这就形成了一个浓度差,导致了电子的扩散运动,即N区的电子向P区扩散。先到的电子先行抢占空穴,很快就把交界处附近的所有空穴都占领了。这时候,由于P区得到了一些电子,所以P区呈现带负电的性质,而N区失去了一些电子,所以N区呈现带正电的性质^1。因为同性相斥,后面来的电子想进入P区就会被这股力量给拦住,先行抢占到空穴的电子也就形成了一堵墙也就是空间电荷区(耗尽层),或者说PN结。
第一种(宏观)
上面说到因为电子的扩散运动导致P区带负电,N区带正电,也就产生了 由N指向P的内电场 ,形成了PN结。我们知道内电场阻碍了电子的移动,所以我们只需要 在二极管的两端加一个与内电场方向相反的一个外电场(P极接电源正极,N极接电源负极),来抵消掉内电场。失去了内电场,自然对于电子的阻碍作用也就不存在了,所以二极管就导通了。
当我们给内电场加一个电场方向相同的外电场时(P极接电源负极,N极接电源正极),这会使内电场被增强,而内电场增强对电子的阻碍作用也会增强,所以,二极管截止。
第二种(微观)
当二极管 正向偏置 时,也就是加了一个相反的外电场时,由于电源正极的吸引,异性相吸嘛,在P区形成PN结的电子陆续跑向正极,而电源的负极也推着挤在N区的电子往P区跑。当电压足够大,超过死区电压^2时,电源的力气也就足够吸引和推动电子打破PN结的阻拦,形成电流了,此时,二极管也就导通了。
当二极管 反向偏置 时,也就是加了一个同向的外电场时,N区的电子由于电源的吸引,不断地经过电源跑向P区,导致N区失去大量电子,而P区得到大量电子,内电场得到增强,空间电荷区进一步增大,所以,电流更加流不过去了,二极管也就截止了。