什么是单向导电性

什么是单向导电性

单项导电性，就是单方向的导
电性能
。

比如常用的
电线
，是双向的导电性。
电流
可以从这边传到那边，也可以从那边传到这边。

二极管
就是单项导电的，他从一级到另一级的
电阻
几乎为零，而反向电阻却很大，接近绝缘。

这样的性能就是单项导电性

PN结
加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻， 我们称PN结导通； PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， 我们称PN结截止。 这就是PN结的单向导电性。

（1）正向：将P型区接电源正极，N型区接电源负极，则外电场削弱了内电场。扩散运动加强，漂移运动减弱，扩散大于漂移，形成正向电流
IF
。结电压很低，显示正向电阻很小，称为正向导通。

（2）反向：将P型区接电源负极，N型区接电源正极，则外电场加强了内电场。扩散运动减弱，漂移运动增强，漂移大于扩散，形成反向电流IR。由于漂移运动是由少子形成，数量很少，所以IR很小，可以忽略不计，但IR受温度影响较大。结电压近似等于电源电压，显示反向电阻很大，称为反向截止。

PN结正向导通，反向截止，即为单向导电性。

采用不同的掺杂工艺，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。

PN结：一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。
制造
PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质结通常采用外延生长法。

在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的 。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。

在PN结上外加一电压 ，如果P型一边接正极 ，N型一边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，甚至消失，电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极，P型一边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过。这就是PN结的单向导性。

PN结加反向电压时 ，空间电荷区变宽 ， 区中电场增强。反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大。如果外
电路
不能限制电流，则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称
击穿
电压。基本的击穿机构有两种，即隧道击穿和雪崩击穿。

PN结加反向电压时，空间电荷区中的正负电荷构成一个
电容
性的器件。它的电容量随外加电压改变。

根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的
晶体
二极管。如利用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和
开关
二极管，利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管；利用高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管；利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体
激光
二极管与半导体
发光二极管
；利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器；利用光生伏特效应可制成太阳
电池
。此外，利用两个PN结之间的相互作用可以产生放大，振荡等多种电子功能 。PN结是构成双极型
晶体管
和场效应晶体管的核心，是现代电子技术的基础。