功率二极管的结构原理

1、二极管结构原理

如下是功率二极管的原理图：

二极管主要是由一个P型和一个N型半导体组成，算是最简单、使用最广泛的器件，二极管的功能很简单 ： 正向导通，反向关闭。

其原理就是一个PN的节的原理，而后面的三极管等都只是PN节的叠加，下面的知识几乎是所有功率器件的基础。

在实际二极管型号中一般会有一个白色的圈表示为负极。

从二极管的结构来看，其实就是一个PN节，只要PN足够近（电子轨道连接）就使得PN节形成了一个大晶体，从而两边的载流子和相互交换移动等。

然而P型半导体中空穴的浓度高，而N型半导体电子的浓度高，在没有加电压即没有静电场的情况下，不会存在载流子的漂移运动，但由于载流子浓度差存在扩散运动。

如上图所示由于PN载流子浓度不同形成扩散，扩散前PN均不带电呈中性，这里特别要注意的是PN半导体材料中的电子和空穴的浓度高不是说其独立的电子和空穴浓度，而是处于导带中的电子和空穴浓度。

一旦产生扩散以后P型半导体中会进来更多的电子，而N型半导体中会进来更多的空穴，所以P型半导体会带上负电，而N性半导体会带上正电。

这样在扩散的过程中会形成扩散电流，其中中间区域肯定是首先开始扩散，这样两边拥有不同的电荷就形成了静电场。

如上图所示在电场的作用下P中的电子会向N中漂移，形成N--》P的漂移电流，同样空穴也是类似的，那么扩散电流与漂移电流反向相反，最终扩散电流与扩散形成的电场产生的漂移电流相等形成了稳态。

中间存在电荷的区域也叫空间电荷区，空间电荷区以外是中性区，这样PN节交界处的电场强度最强，越往两边越弱。