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P-N 结的偏置
10.7
发光二极管中的 p-n 结需要外部偏压才能产生光。
正向偏置是指在 p-n 结两端施加电压,其中电池的正极连接到 p 型区,负极连接到 n 型区。所施加的电压会抵消结区电势,从而减小势垒宽度。
这种减小的势垒宽度通过增加多数载流子的扩散而促进电流流动。扩散电流大于漂移电流,净电流从p区向n区沿正向流动。
在扩散过程中,结区的电子与空穴复合会发射光子,从而使发光二极管发光。
在反向偏置中,电池的正极连接到 n 区,负极连接到 p 区。
这会阻止LED发光,因为外加电势会增大结电势,导致势垒宽度增加,多数载流子扩散减少。
净电流是由于少数载流子引起的微小漂移电流。
当反向偏置电压超过某一阈值时,结区会发生击穿,导致大电流通过。
p-n 结二极管的运行通常会涉及到各种偏置条件,其中包括正向偏置、反向偏置和平衡偏置。
在平衡状态下,p-n 结上不会施加外部电压。由于载流子的扩散,便会在结界面处形成耗尽区,从而留下带电掺杂剂、p 侧的受体和 n 侧的供体。这些固定电荷所产生电场能够阻止载流子的进一步扩散。相关能带图显示了两侧…