正向偏置

半導體器件特性之一，把電源的電壓的正極與P區引出端相連，負極與N極引出端相連時，稱PN結正向偏置，簡稱PN結正偏。 ^[2] 

PN結正偏時，外部電場的方向是從P區指向N區，顯然與內電場的方向相反，這時外電場驅使P區的空穴進入空間電荷區抵消一部分負空間電荷，同時N區的自由電子進入空間電荷區抵消一部分正空間電荷，結果使空間電荷區變窄，內電場被削弱。內電場的削弱使多數載流子的擴散運動得以增強，形成較大的擴散電流（擴散電流由多子的定向移動形成，通常簡稱為電流）。在一定範圍內，外電場愈強，正向電流愈大，PN結對正向電流呈低電阻狀態，這種情況在電子技術中稱為PN結的正向導通。半導體在無外加電壓的情況下，擴散運動和漂移運動處於動態平衡，動態平衡狀態下通過PN結的電流為零。這時，如果在PN結兩端加上電壓，擴散與漂移運動的平衡就會被破壞，PN結將顯示出其單向導電的性能。 ^[3] 

PN結的正向導電性，是構成半導體器件的主要工作機理。 ^[3] 

①發光二極管是一個單向導電器件。只允許電流從正極流向負極．只有正向接入時才導通併發光．反向接入則截止不通．當然也不發光。這一點與普通二極管相似。但發光二極管的管壓降比普通二極管大，約為2V左右，電源電壓必須大於管壓降，發光二極管才能工作 ^[1]  。

②發光二極管的亮度與其工作電流If有關，一般當If=1mA時起輝．隨着lf的增加亮度不斷增大．但當lf≥5mA後．亮度增加不顯著。另外，發光二極管的最大工作電流一般為20～30mA，超過此值將損壞發光二極管。因此，工作電流lF應在5～20mA範圍內選擇，為節省電能，一般選擇lf=5mA ^[1]  。

③發光二極管的反向擊穿電壓一般在5V左右．使用中不應使發光二極管承受超過5V的反向電壓中，相對發光二極管VD而言．電源GB就是一個反向電壓)．否則發光二極管將被擊穿損壞 ^[1]  。

①肉眼觀察法。發光二極管是一個有正、負極之分的器件，使用前應先分清它的正、負極。由於發光二極管的管體一般都是用透明塑料製成，可以用肉眼觀察來識別它的正、負極：將發光二極管拿起在明亮處，從側面觀察兩條引出線在管體內的形狀．較小的是正極,較大的是負極。也可以用萬用表或簡易電路在檢測發光二極管好壞的同時，判斷出它的正、負極 ^[1]  。

②萬用表檢測法。用萬用表檢測發光二極管時，必須使用“R×l0k”檔。困為前面我們已經講過。發光二極管的管壓降為2V．而萬用表處於“R×lk”及其以下各電阻擋時．表內電池僅為1．5V。低於管壓降．無論正、反向接入，發光二極管都不可能導通，也就無法檢測。R×1k”檔時表內接有9V(或15V)高壓電池，高於管壓降，所以可以用來檢測發光二極管。檢測時．將兩表筆分別與發光二極管的兩條引線相接，如錶針偏轉過半，同時發光二極管中有一發亮光點，表示發光二極管是正向接入，這時與黑表筆(與表內電池正極相連)相接的是正極；與紅表筆(與表內電池負極相連)相接的是負極。再將兩表筆對調後與發光二極管相接，這時為反向接入，錶針應不動。如果不論正向接入還是反向接入，錶針都偏轉到頭或都不動，則該發光二極管已損壞 ^[1]  。

③簡易檢測電路。可以用兩節電池和一個200Ω左右的限流電阻串聯組成簡易檢測電路，當發光二極管亮時，通過電阻R與電池正極相連的引線是正極；與電池負極相連的引線是負極。反向接入時發光二極管不亮。如果不論怎樣接發光二極管都不亮，説明該管以損壞 ^[1]  。

在一些二極管的重要應用中，器件常常要在高阻和低阻兩種狀態之間高速交替變化。在這些應用中，電路中的某些電壓波形呈現脈衝形式，即在高電平(通常為?5v)和低電平(通常為oV)之間變化的方波，這些高低電壓信號的轉換頻率是很高的，使得二極管在“開”與“關”兩種狀態之間高速轉換。一個電阻和一個硅二極管相連時，當電源電壓從0V和5v交營變化時，電阻兩端的電休也在交替變化。當 (z)=5v時，二極管處於正向偏置狀態，處於導通狀態，釘電流流過電阻，電阻兩端電壓等於5-0.7=4.3v。當e(j)=0V時．二極管處於高阻狀戀，也就是截止狀態；閲為沒有電流流過電阻，電阻兩端電壓等於零。這種模式非常類似於整流器的作用．這就是數字電路中的兩種極端狀態——高電平和低電平。換句話説，就是設想所合電壓值都是這兩種狀態中的一個。因為二權管在這些電路中的作用就是在不同電壓水平下導通或截止，放這一應用也稱為開關電路 ^[4]  。

典型的二極管開關電路僵括兩個或多個二極管，每—個二極管與一個獨立的電壓源相連。要正確理解開關電路的操作過程，就首先要確定每一個二極管是由哪一個電壓源決定的，哪個處於導通狀態，哪個處於截止狀態。正確辨別別成是處於哪種狀態的關鍵是：如果二極管的陽極相較於陰極電位是正的，它就處於正向偏置狀態c在這裏關鍵詞“相較於，’經常給讀者帶來困惑。換種表達方式：也就是説當二極管的陽極電位(相對於地)比陰極(相對於地)電位高，它就處於正向偏置狀態。當然，也可以説成二極管的陰極電位(相對於地)比陽極(相對於地)電位低。相反，如果想讓二極管處於反向偏量狀態，就讓二極管的陽極相較於陰極電位是負的，也相當於二極管的陰極相較於陽極是正的c下面的例子有助於闡明這些概念 ^[4]  。