反向偏置(Reverse Bias),在陽極側施加相對陰極負的電壓,就是反向偏置,所加電壓為反向偏置。這種情況下,因為N型區域被注入空穴,P型區域被注入電子,兩個區域內的主要載流子都變為不足,因此結合部位的耗盡層變得更寬,內部的靜電場也更強,擴散電位也跟著變大。這個擴散電位與外部施加的電壓互相抵銷,讓反向的電流更難以通過。更多的細節請參閱“PN結”條目。實際的元件雖然處于反向偏置狀態,也會有微小的反向電流(漏電流、漂移電流)通過。當反向偏置持續增加時,還會發生 隧道擊穿 或 雪崩擊穿 或 崩潰 ,發生急遽的電流增加。開始產生這種擊穿現象的(反向)電壓被稱為 擊穿電壓 。超過擊穿電壓以后反向電流急遽增加的區域被稱為 擊穿區 ( 崩潰區 )。在擊穿區內,電流在較大的范圍內變化而二極管反向壓降變化較小。穩壓二極管就利用這個區域的動作特性而制成,可以作為電壓源使用。二極管具有快速響應速度和較小的尺優勢,適用于高頻電路。貼片二極管加工
反向擊穿按機理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區內共價鍵結構,使價電子脫離共價鍵束縛,產生電子-空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區寬度較寬,不容易產生齊納擊穿。雪崩擊穿,另一種擊穿為雪崩擊穿。當反向電壓增加到較大數值時,外加電場使電子漂移速度加快,從而與共價鍵中的價電子相碰撞,把價電子撞出共價鍵,產生新的電子-空穴對。新產生的電子-空穴被電場加速后又撞出其它價電子,載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿,若對其電流不加限制,都可能造成PN結長久性損壞。貼片二極管加工二極管的優勢在于簡單、廉價、可靠、快速,適用于各種電子電路中。
普通二極管是由一個PN結構成的半導體器件,即將一個PN結加一兩條電極引線做成管芯,并用管殼封裝而成。P型區的引出線稱為正極或陽極,N型區的引出線稱為負極或陰極,如圖1所示。普通二極管有硅管或鍺管兩種,它們的正向導通電壓(PN結電壓)差別較大,鍺管為0.2~0.3V,硅管為0.6~0.7V。點接觸型二極管,點接觸型二極管是由一根很細的金屬觸絲(如三價元素鋁)和一塊半導體(如鍺)的表面接觸,然后在正方向通過很大的瞬時電流,使觸絲和半導體牢固地熔接在一起,三價金屬與鍺結合構成PN結,并做出相應的電極引線,外加管殼密封而成。金屬絲為正極,半導體薄片為負極。
在操作中,一個單獨的電流通過由鎳鉻合金制成的高電阻燈絲(加熱器),將陰極加熱到紅熱狀態(800-1000℃)后可導致它釋放電子到真空。這一過程即熱發射。陰極通常涂有堿土金屬氧化物,如鋇或鍶的氧化物。因為它們具有較低的功函數,可使發射的電子數量增加。有些真空管則直接加熱鎢絲,鎢絲則既作為加熱器也是陰極本身。交流電會在負極及與其同心的陽極板之間整流,當板子帶正電時,靜電會從負極處吸引電子。所以電子即從陰極連通到陽極成為了電流。然而當極性反轉陽極板帶有負電時,陽極板不會發射電子,而陰極也并不會吸引電子,因而沒有電流會產生。如此則保證了電流的單向流通,即從陰極流向陽極板。二極管的整流作用可將交流轉化為直流。
開關二極管,開關二極管是專門設計制造的一類二極管,用于在電路上“開”、“關”。與普通二極管相比,其由導通轉變為截止或由截止變為導通的時間較短。半導體二極管的導通相當于一個閉合開關,截止時等效于開啟(斷開),因此二極管可用作開關,常用型號1N4148開關二極管。PN結導通由于半導體二極管具有單向傳導的性質,在正偏壓下PN結導通,在導通狀態下的電阻非常小,大約是幾十到幾百歐;而在反向偏壓下, PN結的電阻很大,一般硅二極管在10歐姆以上,而鍺管也有幾十千歐到幾百千歐。通過這種特性,二極管可以在電路中對電流進行控制,從而成為一種理想的電子開關。開關二極管也有SMT和THT兩種封裝方式。二極管還可用作信號調節、保護電路中的開關元件。貼片二極管加工
二極管的體積小、重量輕,便于集成和安裝。貼片二極管加工
在1882年的時候,他們突然想了一個辦法,將一片銅片放在燈絲和玻璃之間,以為能阻止燈絲的老化。很遺憾,這個辦法不行。他們接下來在這個銅片上施加一定的電壓希望能夠改善燈絲的壽命,可是這樣做依然無濟于事。雖然,提高燈絲壽命的實驗失敗了,但是在這個過程中,他們發現了匪夷所思的事情那就是燈絲和銅片之間會有電流流過,而且加反向電壓的時候沒有電流流過!可是,銅片和燈絲之間沒有任何接觸,二者之間是真空!后來,人們把這種效應叫愛迪生效應。貼片二極管加工