PN結(jié)的反向電導(dǎo)

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-2-27 08:39

三不：進(jìn)不來、過不去、離不開。

進(jìn)不來：是條件性的，貼個外延層就能進(jìn)。
過不去：是假像，有補給的話，進(jìn)多少過多少！
離不開：載流子從物理結(jié)面起步是不允許的，此乃自然規(guī)律！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-2-27 09:00

離不開，就是造成 PN結(jié) 單向?qū)щ娦?的結(jié)構(gòu)性因素！
乏區(qū) (又名耗盡層)，其實只是拴住本地載流子，對過境 (亦就是所謂的「漂移」) 完全通行無阻，
整流二極管絕不允許任何形式的擊穿，但穩(wěn)壓管卻要擊穿才能做事，當(dāng)成為BJT或可控硅的集電結(jié)時，則是受控導(dǎo)電，領(lǐng)悟了這「三不」，就能明白反偏時PN結(jié)為何能夠受控導(dǎo)電。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-3-20 00:17

漂移，跟單向?qū)щ娦?其實沒有矛盾，
那個集電結(jié)，對兩種載流子是完完全全的區(qū)別對待，
對 Ie，像良導(dǎo)體那樣的暢通無阻，對 Ib 卻依然是嚴(yán)堵不貸仿如絕緣，
那意味著，Ib 的另一半是無法從電源獲取的，這就是 Ic不為電源變化所動的根本原因！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-3-20 00:30

二極管的功能部件，除外 PN結(jié) 就沒其他，但兩者之間不能畫上等號，
作為二極管，組成 PN 結(jié) 的區(qū)塊須有一定的長度，這冗余非常重要，結(jié)區(qū) (藍(lán)色部份) 是絕不允許跟引出端子碰觸的！！

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 06:03

PN結(jié)變種：通過繼續(xù)增加反向二極管的摻雜濃度，可以使擊穿電壓為0V。而且，重?fù)诫s使得正向?qū)ㄇ€發(fā)生彎曲，具有這種特性的二極管稱為隧道二極管。有關(guān)資料此二極管最先由日本發(fā)現(xiàn)。這種二極管表現(xiàn)出負(fù)阻特性。即正向電壓的增加可以使正向電流。隧道二極管的負(fù)阻特性可用于高頻振蕩器電路。目前高頻振蕩電路采用晶振技術(shù)。遂道二極管振蕩器是將直流能量轉(zhuǎn)化為正弦波，采用晶振技術(shù)振蕩器是將機械能轉(zhuǎn)化為正弦波。由于遂道二極管高頻振蕩器精度受溫度的影響較大，此技術(shù)應(yīng)用受到限制。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 06:09

PN管變種：齊納二極管的作用是保持電壓恒定，而保持二極管電流恒定的二極管一般稱為穩(wěn)壓二極管，當(dāng)電壓發(fā)生改變時，可以保持電流不變。例如，1N5305。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 06:28

PN管變種：階躍恢復(fù)二極管的摻雜情況很特殊，在PN結(jié)附近的載流子濃度是降低的。這種特殊的載流子分布帶來的現(xiàn)象稱為反向突變。在交流信號的正半周時，它和一般的硅二極管一樣處于導(dǎo)通狀態(tài)，但是在負(fù)半周時，由于電荷存儲的存在，反向電流存在一段時間后突然降為零。經(jīng)過階躍恢復(fù)二極管交流信號輸出波形，二極管反向?qū)〞r間很短，然后突然斷開，因此階躍恢復(fù)二極管又稱為突變二極管。這種電流的突變含有豐富的諧波成分，可以通過濾波器產(chǎn)生較高的正弦波。因此，階躍恢復(fù)二極管可用于倍頻器中，該電路的輸出頻率是輸入頻率的整數(shù)倍。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 06:43

PN結(jié)的變種：齊納二極管的擊穿電壓一般大于2V，通過增加摻雜濃度，可以使擊穿電壓接近0V。正向?qū)ㄒ廊辉?.7V左右，但是反向?qū)ǎ〒舸┏霈F(xiàn)在大約-0.1V處。具有這種特性的二極管稱為反向二極管，因為它在反向區(qū)的導(dǎo)通特性比正向特性好。例如：在一個峰值為0.5V的正弦波驅(qū)動反向二極管和負(fù)載電阻的電路。0.5V不足以使反向二極管正向?qū)ǎ珔s足以使得反向二極管反向擊穿，因此，輸出是一個峰值為0.4V的半波信號。
反向二極管用于峰值0.1~0.7V之間的微弱信號的整流。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 06:53

PN結(jié)的變種：PIN二極管是一種工作在射頻和微波頻段具有可變電阻特性的半導(dǎo)體器件。在P型和N型材料中間夾了一層本征（純）半導(dǎo)體。當(dāng)二極管正偏時，其特性類似電流控制的電阻。當(dāng)正向電流增加時其串聯(lián)電阻隨之減少的情況。反偏時，PIN二極管類似于固定電容。PIN二極管廣泛應(yīng)用于射頻及微波調(diào)制器電路。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 07:05

總之，特殊二極管用于高頻和測量領(lǐng)域。
器件                         要點                               應(yīng)用
變?nèi)荻䴓O管          相當(dāng)于可變電容             電視和機調(diào)諧器
穩(wěn)流二極管          保持電流恒定                穩(wěn)流器
階躍恢復(fù)二極管    反向?qū)〞r突然截止       倍頻器
反向二極管          反向?qū)ㄌ匦院?nbsp;             弱信號整流
隧道二極管          具有負(fù)阻區(qū)                   高頻振蕩器
PIN二極管          可控電阻                         微波通信

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 07:10

樓主的探索精神可嘉，有一句話，任何探索要以%需要為基準(zhǔn)。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 07:31

PN結(jié)的變種：通過繼續(xù)增加反向二極管的摻雜濃度，可以使擊穿電壓為0V。而且，重?fù)诫s使得正向?qū)ㄇ€發(fā)生彎曲，具有這種特性的二極管稱為隧道二極管。這種二極管表現(xiàn)出負(fù)阻特性。即正向電壓的增加可以使正向電流減小，隧道二極管的阻特性可用于高頻振蕩電路。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-5 23:45

donglw 發(fā)表于 2024-4-22 07:10
樓主的探索精神可嘉，有一句話，任何探索要以%需要為基準(zhǔn)。

也不是探索甚么，只是想知其所以然而矣，
看過其他電子技術(shù)論壇的帖文，有大神指出，不少入門者學(xué)習(xí)關(guān)于BJT的章節(jié)時，被二極管的單向電導(dǎo)性概念卡住，
而我發(fā)覺，很多形像化的比喻詮釋，都跟〖漂移〗機制的實況不脗合，直至讀到中科院謝老師的博客，就是〖擴散長度〗這四個字，讓我突然領(lǐng)悟結(jié)不在向、得「子」則導(dǎo) 的道理，也明白了少子傳導(dǎo)比多子流通還容易的根由。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-7 12:34

donglw 發(fā)表于 2024-4-22 07:10
樓主的探索精神可嘉，有一句話，任何探索要以%需要為基準(zhǔn)。

如今，是運放的天下，但是，三極管落伍嗎？！
或者，分立電路可以不學(xué)，但開關(guān)電源用的開關(guān)管，不也是三極管的進(jìn)階版嗎。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-7 12:39

donglw 發(fā)表于 2024-4-22 06:53
PN結(jié)的變種：PIN二極管是一種工作在射頻和微波頻段具有可變電阻特性的半導(dǎo)體器件。在P型和N型材料中間夾了 ...

PIN結(jié)構(gòu)，在高壓高速功率開關(guān)三極管也會用到。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-7 13:05

donglw 發(fā)表于 2024-4-22 06:03
PN結(jié)變種：通過繼續(xù)增加反向二極管的摻雜濃度，可以使擊穿電壓為0V。而且，重?fù)诫s使得正向?qū)ㄇ€發(fā)生彎曲 ...

這又是一個〖量變→質(zhì)變〗的例子。
我猜測，如果摻雜濃度繼續(xù)增加，大概會是變成歐姆接觸，到了這程度，縱使插入本征層也成不了PIN吧。
我懷疑，負(fù)阻元件可能無法跟晶振配伍，亦難以像三極管那樣施加溫度補償 (只能置于恒溫箱中別無他法)，所以，在精度與穩(wěn)定性上就此止步，無法與時俱進(jìn)。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-12 00:30

donglw 發(fā)表于 2024-4-22 06:43
PN結(jié)的變種：齊納二極管的擊穿電壓一般大于2V，通過增加摻雜濃度，可以使擊穿電壓接近0V。正向?qū)ㄒ廊辉?. ...

礦石收音機啊！
反向阻力全失，正向特性依然正常，
跨越千山萬水的廣播訊號，用它檢波不就正好合適嗎。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-15 23:59

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-2-27 09:00
離不開，就是造成 PN結(jié) 單向?qū)щ娦?的結(jié)構(gòu)性因素！
乏區(qū) (又名耗盡層)，其實只是拴住本地載流子，對過 ...

BJT，本來就有雙向?qū)ΨQ的品種，DIAC，可視之為雙向?qū)ΨQ的BJT，
想當(dāng)初，我對BJT的理解，居然就是DIAC的那個套路，但當(dāng)時我還不知道〖擴散長度〗的妙處。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-16 00:36

電器想要吃電，就得湊到電源的端子上去，
但是，芯片能就這樣直接跟電源相連嗎，總得給個站臺吧！
連系，看似簡單，實際上大有學(xué)問，兩種不同物料的接觸，效果不一定只是導(dǎo)電，
如果不希望其他效應(yīng)的發(fā)生，端子跟芯片的連系就必須是歐姆接觸，
但是，BJT需要漂移，漂移電流卻必須藉著勢壘接觸才能注入，這時，芯片跟端子之間就要插入外延層，而耗盡區(qū)則必須處于外延層的射程 (亦就是擴散長度) 范圍，這樣，才能讓這PN結(jié)像個「可變電阻」。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-5-17 00:48

在此不厭其煩的重申，
絕緣體擊穿，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的破壞，
PN結(jié)限流擊穿，只是載流子的自由化，分子鍵沒有斷裂，
擊穿，載流子是在空乏區(qū)中成對產(chǎn)生的，雪崩可理解為擠壓與沖撞，齊納則可視為撕裂，
擊穿的條件，是過高的電壓，穿通則是空乏區(qū)跟端子或外延層粘連所致，穿通的實現(xiàn)，必須有足夠的力量讓空乏區(qū)擴張 (但要確保不擊穿)，穿通的效果，就等于拿根導(dǎo)線直接把兩個端子短接那樣。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-3 17:16

開始使用的三極管存在多子和少子，使用的過程中發(fā)現(xiàn)少子對溫度很敏感，向不利因素發(fā)生正反饋反應(yīng)，后來出現(xiàn)MOS管，只有多子沒有少子。解決了上述問題。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-11 23:59

donglw 發(fā)表于 2024-6-3 17:16
開始使用的三極管存在多子和少子，使用的過程中發(fā)現(xiàn)少子對溫度很敏感，向不利因素發(fā)生正反饋反應(yīng)，后來出現(xiàn) ...

這種傳導(dǎo)方式既非擴散，亦不是漂移。
擴散與漂移，是以功能區(qū)為參照的，溝道的生成，把兩個PN結(jié)的勢壘都淹沒了，在BJT中，Ie的屬性是先多后少，在MOSFET中，當(dāng)溝道生成時，集射兩區(qū)仿如一體，那就無需以Ib來當(dāng)「門僮」了。
BJT的穿通，也往往是集射兩極的粘連，但穿通不需訊號，也不受控制，而且只會發(fā)生于設(shè)計不合理的管子中，上述這些概念，都不會出現(xiàn)于談?wù)揚N結(jié)的章節(jié)中。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-12 00:50

建議樓主多研究電子管電路，它主要應(yīng)用于音響；半導(dǎo)體電路中二極管、穩(wěn)壓管、肖特基二極管、變?nèi)荻䴓O管、PIN二極管等已相當(dāng)成熟，而其他變異二極管已被運算放大器、NE555、MCU等取代了。。。。。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-13 00:16

donglw 發(fā)表于 2024-6-12 00:50
建議樓主多研究電子管電路，它主要應(yīng)用于音響；半導(dǎo)體電路中二極管、穩(wěn)壓管、肖特基二極管、變?nèi)荻䴓O管、PI ...

若非高保真音響這個光環(huán)，電子管只是白菜價隻，
6V6，老掉牙的射頻強放管，如今買不到了，賣電子管的，全城只剩一間小店，賣的都是音響用管，價格還死貴。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-13 00:33

先是二極管跟三極管教程的銜接，屢遭詬病，然后就是，關(guān)于三極管原理的趣味化解說陸續(xù)湧現(xiàn)，
但都未能從根本上點出原理背后的機制，擴散長度，漂移漂的，是別人的載流子，自己的大后方根本就沒有貨，而所謂的「耗盡(空乏)區(qū)」，對外來載流子而言相當(dāng)于不存在。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-14 00:50

跟電子管近似的，是 jFET，
它對PN結(jié)的使用有異于其他有源器件，
它的功率通道根本就不經(jīng)過結(jié)面 (就連耗盡層都不需涉足)，而訊號的饋送模式是令PN結(jié)反偏的。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-6-14 09:55

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-6-14 00:50
跟電子管近似的，是 jFET，
它對PN結(jié)的使用有異于其他有源器件，
它的功率通道根本就不經(jīng)過結(jié)面 (就連 ...

前輩，不清楚你討論PN結(jié)的用途，不能有的放矢回答你的問題。你要解決何問題，看能不能使用運算放大器、NE555和MCU解決，說出問題大家?guī)湍銋⒅\參謀。我說過本論壇絕大部分是搞技術(shù)的，在市場上不存在競爭關(guān)系，

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-14 23:57

donglw 發(fā)表于 2024-6-14 09:55
前輩，不清楚你討論PN結(jié)的用途，不能有的放矢回答你的問題。你要解決何問題，看能不能使用運算放大器、NE ...

喔，您好。
我只是電子愛好者，不是搞技術(shù)的，更不是從業(yè)員。
作為一個門外漢，我同樣深受教程銜接問題所困擾，在25樓就提出過。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-15 01:23

很多初學(xué)者 (包括我) 都把二極管的〖單句電導(dǎo)性〗絕對化了，這到底是書本的闡釋問題，還是人的思維僵化？！
這里是技術(shù)板塊，而我在本帖中所談?wù)摰模绻^真，應(yīng)該屬于半導(dǎo)體物理，但亦跟電子技術(shù)沾邊嘛，反正我從不在技術(shù)板塊灌水，只會把我的學(xué)習(xí)感悟或犯迷糊之處攤出來，
本帖名為《PN結(jié)的反向電導(dǎo)》，而〖結(jié)不在向，得子(載流子)則導(dǎo)〗則是我十幾年來的學(xué)習(xí)感悟 (進(jìn)度太慢了)，我是覺得，要么不學(xué)，要么就學(xué)個全，把載流子互動相關(guān)的一切自然規(guī)律全盤掌握，即使只是形像思維感性認(rèn)識也是好的，
真空管和半導(dǎo)體三極管的原理，都是從摸索中發(fā)現(xiàn)，那些甚么〖擴散長度〗，〖平均自由程〗之類的機制，都是往后才得悉的，現(xiàn)今的學(xué)生，能不能直接利用關(guān)于PN結(jié)的現(xiàn)成知識點，反過來想像出各種各樣的有源器件來呢？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-15 02:04

半導(dǎo)體中的載流子，是摻雜子，那么，按道理，少數(shù)載流子不是少，而是根本沒有，PN結(jié)的「反向漏電」只是「歐姆電流」，既然是單向電導(dǎo)性，為何又說少子比多子更易通過？！
圖中左邊的黑子和右邊的白子，都不是本地載流子而是客體載流子，漂移電流的身份屬性，是旅客，這些「旅客」不是說進(jìn)就進(jìn)的，如果外延層距離結(jié)區(qū)太遠(yuǎn)，則休想過境了，連進(jìn)都進(jìn)不來，這PN結(jié)的單向電導(dǎo)性依然妥妥的。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-15 08:09

還有一個容易讓人誤解的名詞，反型層！
半導(dǎo)體，是P是N，摻雜后就成定局，反型，不過是效果而絕非本質(zhì)，想要改性，除非重新?lián)诫s吧。
由注冊之初至現(xiàn)在，我發(fā)布的帖子，可說不是技術(shù)而只能算是學(xué)術(shù)，但好歹也是跟電子技術(shù)相關(guān)的，入門打基礎(chǔ)，需要的是正確無誤透徹全面的理解。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-6-30 10:28

電子電路原理，是三極管應(yīng)用，
三極管的原理，是半導(dǎo)體物理，
掌握半導(dǎo)體物理，對電子技術(shù)有助益嗎？！

ID:1128898 · 發(fā)表于 2024-7-14 10:48

si玻不知道樓主怎么看

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PN結(jié)的反向電導(dǎo)