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反向偏置（反向偏置）

103次浏览 | 更新时间：2023-07-07

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反向偏置是指将PN结的电源正负极位置交换，即P区接电源负极，N区接电源正极，使得PN结处于反向偏置状态。在反向偏置状态下，PN结的耗尽区变宽，多数载流子浓度减小，反向电流增大，PN结呈现很高的电阻，呈现出截止状态，从而起到反向截止的作用。反向偏置在高电压、高频率的电路中应用广泛，例如整流电路、开关电源等。在这些电路中，反向偏置二极管能够有效地保护电路中的其他元件，避免因电压过高而损坏。

反向偏置

与正向偏置相比，交换电源的正、负极位置，即P区接电源负极，N区接电源正极，就构成了PN结的反向偏置。在这些应用中，电路中的某些电压波形呈现脉冲形式，即在高电平(通常为5v)和低电平(通常为0V)之间变化的方波，这些高低电压信号的转换频率是很高的，使得二极管在“开”与“关”两种状态之间高速转换。当e (z)=5v时，二极管处于正向偏置状态，处于导通状态，钉电流流过电阻，电阻两端电压等于5-0.7=4.3v。这是因为反向电流是由少子漂移形成的，在热激发下，少子数量增多，PN结反向电流增大。

基本信息

中文名	反向偏置
外文名	Reversebias
原理	反向电流趋于恒定
作用	构成了半导体的单向导电性
类似	正向偏置
定义	P区接电源负极，N区接电源正极

收起

简介

在一些二极管的重要应用中，器件常常要在高阻和低阻两种状态之间高速交替变化。一个电阻和一个硅二极管相连时，当电源电压从0V和5v交替变化时，电阻两端的电流也在交替变化。当e(j)=0V时．二极管处于高阻状态，也就是截止状态；因为没有电流流过电阻，电阻两端电压等于零。这种模式非常类似于整流器的作用．这就是数字电路中的两种极端状态——高电平和低电平。换句话说，就是设想所合电压值都是这两种状态中的一个。因为二极管在这些电路中的作用就是在不同电压水平下导通或截止，因而这一应用也称为开关电路。

典型的二极管开关电路包括两个或多个二极管，每—个二极管与一个独立的电压源相连。要正确理解开关电路的操作过程，就首先要确定每一个二极管是由哪一个电压源决定的，哪个处于导通状态，哪个处于截止状态。正确辨别处于哪种状态的关键是：如果二极管的阳极相较于阴极电位是正的，它就处于正向偏置状态，也就是说当二极管的阳极电位(相对于地)比阴极(相对于地)电位高，它就处于正向偏置状态。当然，也可以说成二极管的阴极电位(相对于地)比阳极(相对于地)电位低。相反，如果想让二极管处于反向偏置状态，就让二极管的阳极相较于阴极电位是负的，也相当于二极管的阴极相较于阳极是正的。

原理

反向偏置

PN结反向偏置时，外加电场与空间电荷区的内电场方向一致，同样会导致扩散与漂移运动平衡状态的破坏。外加电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走，使空间电荷区变宽，内电场增强，造成多数载流子扩散运动难于进行，同时加强了少数载流子的漂移运动，形成由N区流向P区的反向电流。但由于常温下少数载流子恒定且数量不多，故反向电流极小。电流小说明PN结的反向电阻很高，通常可以认为反向偏置的PN结不导电，基本上处于截止状态，这种情况在电子技术中称为PN结的反向阻断。

当外加的反向电压在一定范围内变化时，反向电流几乎不随外加电压的变化而变化。这是因为反向电流是由少子漂移形成的，在热激发下，少子数量增多，PN结反向电流增大。换句话说，只要温度不发生变化，少数载流子的浓度就不变，即使反向电压在允许的范围内增加再多，也无法使少子的数量增加，反向电流趋于恒定，因此反向电流又称为反向饱和电流。值得注意的是，反向电流是造成电路噪声的主要原因之一，因此，在设计电路时，必须考虑温度补偿问题。

作用

PN结的上述“反向阻断”作用，构成了半导体的单向导电性，在科学技术与生产生活中都发挥了很大的作用。

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