我相信您知道，二極管（PN 結）的功能很像單向高速公路，因為它允許電流在一個方向上比在另一個方向上更容易流動。總之，二極管通常沿一個方向傳導電流，並且它們施加的電壓遵循所描述的正向偏置方向。但是，當電壓反向移動時，我們將此方向稱為反向偏置。此外，當處於反向偏置時，標準 PN 結二極管通常會抑製或阻止電流流動，幾乎就像電子版的止回閥一樣。

正向偏置與反向偏置

在標準二極管中，當二極管兩端的電壓允許電流自然流動時，會發生正向偏置，而反向偏置表示二極管兩端的電壓方向相反。

然而，反向偏置期間二極管兩端的電壓不會產生任何顯著的電流流動。此外，這一特殊特性有利於將交流電 (AC) 變為直流電 (DC)。

此特性還有多種其他用途，包括電子信號控制。

齊納二極管

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二極管的操作

早些時候，我對標準二極管的操作進行了更簡化的解釋。二極管的詳細過程可能有點難以理解，因為它涉及對量子力學的理解。二極管操作涉及負電荷（電子）和正電荷（空穴）的流動。從技術上講，我們將半導體二極管稱為 pn 結。 Pn結也是光伏電池操作的重要部分。

通常，二極管的正常運行需要另一個基本元素或稱為摻雜的過程。您可以用材料摻雜半導體，以促進容易置換的電子過多，我們將其稱為 n 型或負區域。此外，還可以摻雜半導體以促進過多的空穴也容易吸收這些電子，我們將其稱為 p 型或正區域。此外，二極管的正極和負極區域也稱為其陽極（P）和陰極（N）。

總體而言，正是這兩種材料之間的差異以及它們在極短距離（< 毫米）上的協同作用促進了二極管的工作。但是，當然，只有當我們合併兩種類型（P，N）的材料時，才能實現二極管功能。此外，這兩種材料的融合形成了我們所說的 pn 結。此外，存在於兩個元素之間的區域稱為耗盡區。

注意：請記住，為了正常工作，二極管需要最小閾值電壓才能超過耗盡區。此外，在大多數情況下，二極管的最小閾值電壓約為 0.7 伏。此外，反向偏壓會在二極管中產生少量電流，稱為漏電流，但通常可以忽略不計。最後，如果施加一個顯著的反向電壓，它將導致二極管的全面電子擊穿，從而使電流以相反的方向流過二極管。

二極管功能和操作（續）

通常，當擴散促進電子從 n 型區域的後續移動時，它們開始填充 p 型區域內的空穴。該作用的結果在 p 型區域內形成負離子，從而在 n 型區域中留下正離子。總體而言，該動作的控制控制存在於電場的方向上。正如您可能想像的那樣，這會產生有益的電氣行為，當然，這取決於您如何施加電壓，即偏置。

此外，對於標準的 pn 結二極管，存在三個偏置條件和兩個工作區域。三種可能的偏置條件類型如下：

正向偏置：這種偏置條件包括將正電壓電位連接到 P 型材料和將負極連接到二極管兩端的 N 型材料，從而減小二極管的寬度。
反向偏置：相反，這種偏置條件涉及將負電壓電位連接到 P 型材料，並將正極連接到二極管兩端的 N 型材料，從而增加二極管的寬度。
零偏置：這是一種偏置條件，其中沒有施加到二極管的外部電壓電位。

正向偏置與反向偏置及其方差

反向偏置加強了勢壘並阻礙了電荷載流子的流動。相反，正向偏壓會削弱勢壘，從而使電流更容易流過結。

在正向偏置時，我們將電源的正極端子連接到陽極，將負極端子連接到陰極。相反，在反向偏壓下，我們將電源的正極連接到陰極，將負極連接到陽極。

正向偏壓降低了跨電勢的電場勢壘的強度，而反向偏壓則加強了勢壘。
正向偏壓具有大於陰極電壓的陽極電壓。相反，反向偏壓的陰極電壓大於陽極電壓。
正向偏置具有很大的正向電流，而反向偏置具有最小的正向電流。
二極管的耗盡層在正向偏置時要薄得多，而在反向偏置時要厚得多。
正向偏壓會降低二極管的電阻，反向偏壓會增加二極管的電阻。
電流在正向偏置時毫不費力地流動，但反向偏置不允許電流流過二極管。
電流的大小取決於正向偏壓時的正向電壓，但是，在反向偏壓中電流量很小或可以忽略不計。
在正向偏置中，如果處於反向偏置中，器件將充當導體和絕緣體。

二極管PCB的電路原理圖佈局

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