作者HDT (氕氘氚)
看板Physics
標題Re: [問題] 請教一下二極體的順向與逆向觀念
時間Mon May 16 01:23:16 2011
請用上下鍵觀賞動畫
^L:1:P
這只是很普通的P型和N型半導體
┌──────────┐┌──────────┐
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●││○○○○○○○○○○│
└──────────┘└──────────┘
●:電子 ○:電洞
^L:2:#@u,:1:#@d,:3:#@a,:end:#
當我們把兩塊半導體拼起來，就會變成一個很普通的PN二極體
┌────────────────────┐
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
└────────────────────┘
^L:3:#@u,:2:#@d,:4:#@a,:end:#
此時電子跑掉所以N型接面附近帶正電，而產生空乏區
┌────────────────────┐
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
└────────────────────┘
├─Ｖ─┤
空乏區的兩端存在電位差Ｖ
^L:4:#@u,:3:#@d,:5:#@a,:end:#
如果在二極體兩端施加正向電壓，但是正向電壓小於開啟電壓
┌────────────────────┐
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
└────────────────────┘
此時形同在P端電子被拔走(產生電洞)，而N端注入電子，載流子過剩
^L:5:#@u,:4:#@d,:6:#@a,:end:#
因此空乏區會變小，PN兩端電位差也變小
┌────────────────────┐
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●● ○○○○○○○○○│
└────────────────────┘
├Ｖ┤
^L:6:#@u,:5:#@d,:7:#@a,:end:#
如果在兩端施加比開啟電壓高的正向電壓
┌────────────────────┐
－│●●●●●●●● ○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│＋
－│●●●●●●●● ○○○○○○○○│＋
└────────────────────┘
^L:7:#@u,:6:#@d,:8:#@a,:end:#
此時空乏區會消失
┌────────────────────┐
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
│●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○│
└────────────────────┘
整體來看形同電流不斷從陰極流向陽極
^L:8:#@u,:7:#@d,:9:#@a,:end:#
如果在二極體兩端施加負向電壓，但是小於崩潰電壓
┌────────────────────┐
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
＋│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│－
＋│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│－
＋│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│－
│●●●●●●●●＋ －○○○○○○○○│
│●●●●●●●● ○○○○○○○○│
└────────────────────┘
此時形同在P端被注入電子，而N端電子被拔走，載流子不足
^L:9:#@u,:8:#@d,:10:#@a,:end:#
因此空乏區會變大，PN兩端電位差也變大
┌────────────────────┐
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
│●●●●●●● ○○○○○○○│
└────────────────────┘
├──Ｖ──┤
實際上此時空乏區還是有些許的反向電流流過
^L:10:#@u,:9:#@d,:end:#
好不喜歡做動畫orz
--
Louis Harold Gray Charles Augustin de Coulomb Rolf Maximilian Sievert
Heinrich Rudolf Hertz Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta
Isaac Newton Georg Simon Ohm Wilhelm Eduard Weber Henri Becquerel
Blaise Pascal Ernst Werner von Siemens
James Prescott Joule Joseph Henry Lord Kelvin 謹獻上無盡崇敬與敬意
Michael Faraday James Watt Nikola Tesla Andre-Marie Ampere 版本3.02.11.5
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.47.68.213
→ ricestone:為甚麼要做成動畫啊? 05/16 01:51
不要問我= =
→ u03c0400:太感謝您了~~還花很多心思>< 05/16 01:59
不客氣XD
推 ANUBISANKH:怎麼讓我想到皺掉的A士... 05/16 08:36
→ ANUBISANKH:推... 05/16 08:37
推 Entropy1988:感謝HDT讓我不用噓 (逃 05/16 08:54
→ Entropy1988:不過我認為N和P型半導體本來都是中性的，是當它們接在 05/16 08:55
→ Entropy1988:一起後，才會在介面帶電。 05/16 08:56
→ Entropy1988:所以，可能要找3種表示法分別表示中性粒子、正電粒子 05/16 08:58
→ Entropy1988:和帶負電的粒子XD 05/16 08:58
推 kichigop:畫出電子電洞也沒代表帶電啊, 還是中性,這部分我覺得還好 05/17 01:41
→ kichigop:我比較有意見的是電子電洞"抵銷"的講法 05/17 01:42
→ kichigop:我覺得比較好的講法是電子跑掉所以N型接面附近帶正電 05/17 01:43
→ kichigop:電洞不要講... 05/17 01:43
→ kichigop:因為電子電洞是在E-k空間中一對的, 講成N與P的電子電洞 05/17 01:44
→ kichigop:抵銷或結合好像怪怪的 05/17 01:45
→ kichigop:你懂我的意思嗎? 05/17 01:45
→ kichigop:N與P都是實空間中的東西 05/17 01:45
推 kichigop:你修好快唷XD...我又不一定對...^^" 05/17 01:49
我覺得你的說法比較好XD
推 nevinyrrals:其實我覺得用能帶圖來看是最方便的 05/17 03:44
所以n大你要畫嗎?(expecting)XDDDDDDD
※ 編輯: HDT 來自: 114.47.68.213 (05/17 03:50)
推 nevinyrrals:不用我畫啊 已經有人畫過了 05/17 04:21
→ nevinyrrals:請搜尋Electronics版#1DhIujNe 05/17 04:21
→ Entropy1988:是我弄錯了 05/17 10:20
推 condensed:好啦 推一個=.= 雖然嗅到職業倦怠的味道 05/17 22:32
→ HDT:這不是我的職業= = 05/18 08:54