你认识下面这个小东西嘛,它是最简单的半导体二极管,也就是这一类小东西让人类进入了无线电时代。接下来我们来看一看聪明的人类当初是如何发明二极管的。
这里是一个硅原子的最外层,有四个电子,纯净的硅晶体是不导电的,因为最外层形成了八个电子,这时候人们想到了磷原子,原子最外层有五个电子,人把磷原子传入纯净的硅原子钟,这样磷原子最外层就多出了一个自由电子。我们把这个自由电子较多子这样掺杂出来的就是N型半导体,N取自于negative的首字母,代表的意思是负的,因为N型半导体最外层的自由电子带负电。单性半导体不具备二极管的性质,比方说,当施加向右的电场时,电子向左运动,当施加向左的电场时,电子向右运动,它是随波逐流的。
二极管是具有单向导电性的。为了能够让硅单向导电,人们又发明了p形半导体。这次对硅晶体掺杂的是硼原子,鹏原子最外层有三个电子,还是沿用原来的老套路。这次我们把鹏原子掺杂进硅晶体中,可以看出硼原子就曾不够八个电子,缺失的这个空位叫作空穴,这就是P型半导体。P取自于positive的首字母,N型半导体中有多余的是自由电子,p型半导体有多余的空穴。然后我们让两种半导体接触,看看会发生什么,接触之后,n曲中的多。回的信披中的空穴最重要的是多子的移动方向,它只能从安区一到T恤,而不能返乡流动,这时候就展示出了二极管的单向导电性,这就是电子学中常说的偏结。
注意PN结是自然形成的,不需要加电。N型半导体中原子失去了电子,所以带正电,p形半导体中硼原子得到电子,所以带负电。这就在PN结之间形成了内建电场。内建电场阻碍自由电子向P区扩散,如果我们想让电子持续不断的一项,P区就必须给他外加电压,让他突破内建电场的力。外加电压的方向是P区家政店、恩曲家副店,只有当外加电压大于内建电场时,电子才会源源不断地流向P区,为了便于大家。理解我们只用一个电子演示,如果我们给它施加反向电压,它是不导电的,因为这相当于增加了内建电场,这就是二极管单向导电的原理。看到这里大家可能有疑问了,为什么电流是正向流动尔电子和他反向呢?这里是不是弄错了?不是的,这其实是一个历史遗留问题,最开始定义电流的时候就是和电子是反向的,所以就一直沿用到了现在。接下来我们给两种半导体杀一个美丽的外壳,然后再从N区划一条白道的表示负极,最后一道工序给他加上两个引脚之间的二极管,就这样出炉啦。
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