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| 應用領域 | 化工,電子/電池,電氣 | 產地 | 德國 |
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西門子 |
. P型和N型半導體
把它們結合在一起，就形成PN結。邊界處N型半導體的電子自然就會跑去P型區填補空穴，留下失去電子而顯正電的原子。相應P型區邊界的原子由于得到電子而顯負電，于是就在邊界形成一個空間電荷區。為什么叫“空間電荷區"？是因為這些電荷是微觀空間內無法移動的原子構成的。
空間電荷區形成一個內建電場，電場方向由N到P，這個電場阻
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西門子6ES7317-2AK14-0AB0
二極管的單向導電特性用途很廣，到底是什么原因讓電子如此聽話呢？它的微觀機理是什么呢？這里簡單形象介紹一下：
假設有一塊P型半導體（用黃色代表空穴多）和一塊N型半導體（用綠色代表電子多），它們自然狀態下分別都是電中性的，即不帶電。如圖1所示。
圖1. P型和N型半導體
把它們結合在一起，就形成PN結。邊界處N型半導體的電子自然就會跑去P型區填補空穴，留下失去電子而顯正電的原子。相應P型區邊界的原子由于得到電子而顯負電，于是就在邊界形成一個空間電荷區。為什么叫“空間電荷區"？是因為這些電荷是微觀空間內無法移動的原子構成的。
空間電荷區形成一個內建電場，電場方向由N到P，這個電場阻止了后面的電子繼續過來填補空穴，因為這時P型區的負空間電荷是排斥電子的。電子和空穴的結合會越來越慢，最后達到平衡，相當于載流子耗盡了，所以空間電荷區也叫耗盡層。這時PN結整體還呈電中性，因為空間電荷有正有負互相抵消。如圖2所示。
圖2. PN結形成內建電場
外加正向電壓，電場方向由正到負，與內建電場相反，削弱了內建電場，所以二極管容易導通。綠色箭頭表示電子流動方向，與電流定義的方向相反。如圖3所示。
圖3. 正向導通狀態
外加反向電壓，電場方向與內建電場相同，增強了內建電場，所以二極管不容易導通。如圖4所示。當然，不導通也不是絕對的，一般會有很小的漏電流。隨著反向電壓如果繼續增大，可能造成二極管擊穿而急劇漏電。
圖4. 反向不導通狀態
圖5是二極管的電流電壓曲線供參考。
圖5.二極管電流電壓曲線
圖6形象的展示了不同方向二極管為什么能導通和不能導通，方便理解。
圖6. 不同方向導通效果不同
生活中單向導通的例子也不少，比如地鐵進站口的單向閘機，也相當于二極管的效果：正向導通，反向不導通，如果硬要反向通過，可能就會因為太大力“反向擊穿"破壞閘機了。
西門子6ES7317-2AK14-0AB0
實際兩個電感線圈距離很近，就會有磁場能量的耦合。我們知道變化的磁場可以在電感線圈中產生感應電壓，因此在一個線圈中的變化的電流就可以在另一個線圈中產生變化的電壓，稱這樣兩個電感線圈為耦合電感。
耦合互感的實際電路示意圖如上，其中兩個電流產生的磁鏈方向一致。我們可以寫出兩個線圈上的磁鏈
每個線圈上的感應電壓分為兩項，自感電壓和互感電壓：
互感電壓是另外一個線圈中變化的電流在本線圈上的感應電壓。在一定條件下，該互感電壓與另外線圈電流的變化率成比例，比例系數稱為互感系數，簡稱互感 M12=M21=M , 單位為亨利 (H)。
如果兩個線圈電流產生的磁鏈方向不一致，如下圖所示
則互感電壓的極性相反
可以看出
1. 每個端口電壓包含兩項：自感電壓和互感電壓。
2. 在關聯的參考方向下，端口電流產生的自感電壓項為正，而對互感電壓的貢獻正負，取決于兩電流產生的磁通方向是否一致。
3.為便于判斷互感電壓方向，引入同名端的概念。
同名端——互感元件兩個端口的一對端子，當電流分別從這對端子流入（或流出）時所產生的磁通方向一致。在端口上用一對圓點或特殊符號標出同名端，可以避免用線圈內部結構判斷互感電壓極性，從而可能建立互感元件電路模型