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技術專題
PN結反向偏置與正向偏置及其功能特性
在電子學領域，主要是指二極管時，偏置表示在特定方向上流動的方向或能力。同樣在電子學領域，我們將偏置或偏置定義為一種方法，用于在電子電路的各個點上建立一組電流或電壓，從而在一個或多個電子組件內建立準確的工作條件。偏置還為電路設計人員提供了對二極管功能的最佳控制。
在典型的二極管中，當二極管兩端的電壓允許電流自然流過時會發生正向偏置，而反向偏置表示二極管兩端的電壓方向相反。
但是，反向偏置期間二極管兩端的電壓不會產生任何明顯的電流。這種獨特的特性有助于將AC（交流電）轉換為直流電（DC）。
該特性還有其他多種用途，包括電子信號控制。出于本文的考慮，我們將重點介紹PN結二極管及其偏置方面。但是，典型的PN結二極管具有三個偏置條件和兩個工作區域，它們分別如下：
正向偏置：這里的電勢連接如下：-N型材料的-Ve（負極）和P型材料的+ Ve（正極）。結果是減小了PN結二極管的寬度。
反向偏置：在此偏置條件下，電勢連接如下：跨二極管，N型材料的+ Ve（正）和P型材料的-Ve（負）。其結果是增加了PN結二極管的寬度。
零偏置：在此偏置狀態下，PN結二極管沒有施加外部電壓。
PN結反向偏置
如您所知，電路中二極管（PN結）的偏置使電流在一個方向上的流動比另一方向更容易。正向偏置表示在二極管兩端施加電壓，使電流容易流動，而反向偏置表示在相反方向施加二極管兩端的電壓。
換句話說，當我們以二極管的N型（一半）連接到電壓源的正極，而P型（一半）連接到負極的方式在二極管上施加電壓時，來自外部電路的電子將產生更多的負離子。
這些負離子在P型區域中并填充空穴，因此在N型區域中產生更多的正離子。這會將電子移向電壓源的正極。結果，P型和N型區域與耗盡區域之間的電壓都將增加。同樣，結兩側的總電荷將增加幅度，直到二極管兩端的電壓相等并與施加的電壓相反為止。當然，它們彼此抵消，從而停止了電路內的電流。
PN結二極管特性
以下是PN結區域（結二極管）的重要特性：
半導體由兩種類型的移動電荷載流子組成：電子和空穴。
在利用銻等施主雜質的半導體中會發生摻雜，這被稱為N型摻雜。而且，該摻雜過程包含主要是電子的移動電荷。
電子帶負電荷，空穴帶正電荷。
在利用諸如硼之類的受主雜質的半導體中也可能發生摻雜，這被稱為P型摻雜。此外，該摻雜過程包含主要是空穴的移動電荷。
結區不具有電荷載流子，該區域也稱為耗盡區。
耗盡（結）區的物理厚度將隨電壓的施加而變化。
正向偏置與反向偏置
以下列表可幫助您進一步強調這兩者之間的區別：
正向偏置減小了勢壘，從而使電流毫不費力地流過結。相反，反向偏置會增強勢壘并阻礙電荷載流子的流動。
通過正向偏置，我們將電源的正（+）端連接到陽極，將負（-）端連接到陰極。相反，在反向偏置下，我們將電源的正（+）端連接到陰極，將負（-）端連接到陽極。
反向偏置會增強勢壘，而正向偏置會減小跨電勢的電場的勢壘。
反向偏置的陽極電壓小于其陰極電壓。相反，正向偏壓的陽極電壓大于陰極電壓。
反向偏置的正向電流很小，而正向偏置的正向電流很大。
二極管的耗盡層在反向偏置時要厚得多，而在正向偏置時要薄得多。
反向偏置會增加二極管的電阻，而正向偏置會降低二極管的電阻。
反向偏置不允許電流流過，而正向偏置則毫不費力地流過二極管。
電流可忽略不計或反向偏置極小；但是，在正向偏置中，電流水平取決于正向電壓。
在反向偏置中，器件在正向偏置時充當絕緣體和導體。
在電子領域，二極管是其功能更廣泛的組件之一。它具有充當兩個獨立但同等有效的組件的功能，因此具有至關重要的適應性。此外，偏置對二極管功能的影響可對二極管在電路設計中發揮的功能提供最佳控制。這種多功能性為設計人員提供了對電路整體功能設計的無與倫比的控制。
利用電阻器，晶體管，PN結二極管，電容器和電感器的無線電設備的電路。