[科普中国]-单向导电性

PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻， 我们称PN结导通； PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， 我们称PN结截止。 这就是PN结的单向导电性。

定义（1）正向：将P型区接电源正极，N型区接电源负极，则外电场削弱了内电场。扩散运动加强，漂移运动减弱，扩散大于漂移，形成正向电流IF。结电压很低，显示正向电阻很小，称为正向导通。

（2）反向：将P型区接电源负极，N型区接电源正极，则外电场加强了内电场。扩散运动减弱，漂移运动增强，漂移大予扩散，形成反向电流IR。由于漂移运动是由少子形成，数量很少，所以IR很小，可以忽略不计，但IR受温度影响较大。结电压近似等于电源电压，显示反向电阻很大，称为反向截止。

PN结正向导通，反向截止，即为单向导电性。1

PN结用一定的工艺方法将两种杂质半导体结合在一起，由于界面两侧载流子浓度不同丽产生载流子扩散运动。P型区空穴向N型区扩散，N型区自由电子向P型区扩散。在边界两侧两种载流子产生复合，形成带正电和负电的离子。它们不能移动，而在边界丽侧形成空间电荷区，称为PN结。

空间电荷区的特性：

（1）区内正、负离子带电而不能移动，载流子因复合而数量很少，因此电阻率很离，故称耗尽层；

（2）正、负离子形成的内电场阻止多予继续扩散，故又称阻挡层；

（3）内电场对少子有吸引作用，形成少予的逆向运动，称为漂移；

（4）在没有外电场作用时，当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，两侧间没有电流，空间电荷区厚度一定。1

机理解释在PN结没有外加电压时．PN结中载流子的扩散运动和漂移运动达到动态平衡，所以通过PN结的总电流为零。

正偏加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区，外电场的方向与内电场方向相反。

外电场削弱内电场→耗尽层变窄→扩散运动→漂移运动→多子扩散形成正向电流（与外电场方向一致）IF，而且外加正向电压对正向电流有很强的控制作用。

反偏加反向电压（反偏）——电源正极接N区，负极接P区，外电场的方向与内电场方向相同。

外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动→扩散运动→少子漂移形成反向电流IR，而且反向电流基本上不随外加电压而变化，但随温度变化大。2

二极管的单向导电性单向导电性是二极管最重要的特性。利用单向导电性可以判断二极管的好坏，正偏时电阻值小，反偏时电阻值大，否则，二极管是损坏了的。

二极管单向导电性失败的场合及原因

（1）正向偏压太低。（不足以克服死区电压）

（2）正向电流太大。（会使PN结温度过高烧毁）

（3）反向偏压太高。（造成反向击穿）

（4）工作频率太高。（使结电容容抗下降而反向不截止）

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学