二极管

一种二极管是通过放置一层形成的双端子装置P型半导体旁边n型半导体。它形成了一个p-n结。连接的界面由金属组成。因此，它被称为冶金结。

二极管是用于电子设备和电路的控制元件。

在二极管的帮助下控制整流器，放大器，线性和数字集成电路，开关电路等。

P-n结

p型半导体具有移动孔和固定的阴性受体离子。相反，n型材料具有移动电子和固定正离子。孔以及电子分别均匀地分布在p型和n型材料中。当P-N结形式，来自N型材料的电子倾向于扩散到p型材料中。类似地，p型材料中的孔将倾向于扩散到N型材料中。

扩散电流

由于密度梯度。N型材料的电子密度较高，p型较低。因此，它从n型扩散到整个交界处的p型。p型材料中的孔的密度大于n型材料。因此，它们将从P型材料扩散到整个交界处的N型材料。

由于这种运动，一些电子和孔在结合时结合。该过程称为扩散，并且由于扩散而产生的电流称为扩散电流。

由于扩散而产生的电流是有限的。在特定时间，这种扩散电流停止。它发生在特定时间电子停止扩散到p型材料之后，并且孔停止扩散到n型材料中。

我将在本文后面解释这种现象背后的原因。当电子和孔漫射时，它们在结合结合的结合，因为连接电荷载体的结耗尽了结合。

耗尽层

称为移动电荷载流子耗尽的区域耗尽层。耗尽层的宽度为10^-6m。因此，在P型材料上显影的负电位，并且在N型材料上显影了正电位。现在，当电子尝试扩散到p型材料中时，它们会感到从P型材料上产生的负电位中的排斥。

当孔试图扩散成N型材料时，它们将被排斥在+ ve潜力上，在n型材料上产生。因此，在特定时间之后，由于屏障电位，不再延伸电子和孔。因此，电荷载波的初始扩散在结处产生屏障潜力。在锗的情况下，屏障潜力的值为0.3V，在硅的情况下，它为0.7V。

影响屏障潜力的因素

障碍潜力受各种因素的影响，例如掺杂密度，电荷和温度。掺杂密度和电荷取决于材料的类型。因此，它是针对特定结的固定。但温度变化导致屏障潜力的变化。

结温是二极管内的连接温度，二极管外的温度是环境温度。当二极管导电结温增加时，它高于环境温度。通过电子和孔的重组来消散热量。

随着结温的增加，更多的电子和孔组合，并降低了耗尽层的宽度。当耗尽层的宽度降低屏障潜力时也会降低。因此，随着结温的增加，阻挡电位的幅度降低。

二极管偏见

当外部电压源施加到P-N结二极管时，它被调用二极管偏见。

P-n结二极管是在正向偏置时进行的装置，并且当它反向偏置时不进行。但这只有在理想二极管的情况下也是可能的。在前向偏置时，实用的二极管不会立即进行，并且当它反向偏置时，不要立即停止进行;它产生漏电流。让我们详细讨论这两种类型的偏见。

向前偏见

当外部电压的+ VE端子连接到p型半导体时，电池的负端子连接到n型半导体时，它被称为正向偏置。借助下面提到的这些点可以理解二极管的正向偏置的电流流程的机制： -

（i）当电池源的正极端子连接到二极管的P型部分时，P型半导体中的孔被从电池的+ VE端子排斥。这些孔在从+ ve终端中排斥时，它们往往朝向交叉点移动。

（ii）n型半导体中的电子吸引到电池的正端子，并且它们也倾向于向连接点移动。因此，电子和孔在结合点朝向结重新组合移动。

（iii）当该电子空穴重组发生结升温度时。由于结温增加，更多的电子和孔重组，因此耗尽层的宽度降低。

（iv）耗尽层的降低导致阻挡潜力的降低。以这种方式，前电流开始在P-N结二极管中流动。该电流是由于多数电荷载体的运动。锗（0.3V）和硅（0.7V）的情况下的阻挡潜力值太小。

反向偏见

当电池的端子连接到P型半导体时，电池的+ VE端子连接到N型材料，然后称为二极管的反向偏置。借助下面提到的这些点可以理解反向二极管偏置的机制： -

（i）当电池的负极连接到p型半导体时，p型半导体中的孔将被吸引到电池的端子。另一方面，n型材料中的电子将被吸引到电池的正极端子。

（ii）通过这种方式，P型和N型材料中的多数电荷载体将远离交界处。由于耗尽层的宽度开始增加的结果。

（iii）随着耗尽区宽度的增加，屏障潜力也开始增加。因此，二极管的反向偏置增加了阻挡电位。

（iv）交界处将提供更高的电阻和二极管不会进行。只有少量漏电流将在反向二极管中流动。

漏电流或反向饱和电流

二极管不在反向偏置中进行，但是少量漏电流在反向偏置中流动。这是因为少数股票载体。当耗尽层开始增加多数电荷载体时，载流子不能越过结。

相反，少数竞争载体I.E.E.P型和N型流动的孔中的电子在接合点交界处。由于该少数电压载体导致的电流称为漏电流。但漏电流不依赖于反向电压。

但漏电流不依赖于反向电压。相反，反向电流取决于温度。随着温度的增加，更多共价键的断裂和更多的少数电荷载体由于哪个反向饱和电流增加而产生。

理想的二极管

二极管立即在向前偏置上进行导通并且立即停止导通反转偏置。当正向偏置时，理想的二极管充当导体。相反，当它反向偏见时，它充当绝缘体。实际上，它是不可能的。

实用二极管

实际上，二极管不会立即开始进行。它在交叉屏障潜力时开始进行。在反向偏见时，它不会成为绝缘体。

膝盖电压：正向电压，当通过结的电流快速增加，所谓的膝膝部电压或切割电压。在锗的情况下，膝关节电压的值为0.3V，并且在硅的情况下，它为0.7V，其太低。

少量的正向电压足以消除屏障电位的影响。因此，随着阻挡电位的降低，电流路径中的电阻减小和正向电流在电路中流动。

实际上，当二极管反转时，偏置电位屏障增加，由于哪个结电阻增加。由于多数抵押载流子，没有可能的可能性。由于少数竞争载体，少量电流流动。它被称为漏电流。

漏电流的值随着反向电压而增加，但经过一定时间，它变得恒定。因此，反向电压的任何进一步增加都不会有助于漏电流。因此，它也被称为反向饱和电流。

反向饱和电流的值取决于温度。这反向电流（i_0.）每10个近似有两倍^0.C在锗的情况下升温，每8个^0.C在硅的情况下升温。