不可控器件-电力二极管的工作原理(二)
PN结外加正向电压(正向偏置),即外加电压的正端接P区,负端接N区时,外加电场与PN结合自建电场方向相反,使得多子的扩建运动大于少子的漂移运动,形成扩散电流,在内部造成空间电荷区变窄,而在外电路上则形成自P区流入而从N区流出的电流,称之为正向电流If.。当外加电压升高时,自建电场将进一步被消弱,扩散电流进一步增加。这就是PN结的正向导通状态。当PN结上通过的正向电流较小时,二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻,其阻值高且为常量,因而管压降随正向电流的上升而增加;当PN结上流过的正向电流较大时,注入并积累在低掺杂N区的少子空穴浓度将很大,为了维持半导体电中性条件,其多子浓度也相应大幅度增加,使得其电阻率明显下降,也就是电导率大大增加,这就是点到调整小样。电导调整效应使得PN结在正向电流较大时压降仍然很低,维持在1V左右,所以正向偏置的PN结表示为低阻态。
当PN结外加方向电压时(反向偏置),外加电场与PN结自建电场方向相同,使得少子的漂移运动大于多子的扩散运动,形成漂移电流,在内部造成空间电荷区变宽,而在外电路上则形成自N区流入而从P区流出的电流,称之为反向电流Ir。但是少子的浓度很小,在温度一定时漂移电流的数值区域恒定,被称为反向饱和电流Is,一般仅为微安数量级,因此反向偏置的PN结表现为高阻态,几乎没有电流流过,被称为反向截止状态。