单片机之基本元器件的工作原理

一、二极管

二极管的工作原理

二极管是一种由P型半导体和N型半导体结合形成的PN结器件，具有单向导电性。

1. PN结形成

• P型半导体：掺入三价元素，形成空穴作为多数载流子。
• N型半导体：掺入五价元素，形成自由电子作为多数载流子。
• PN结：P型和N型半导体结合后，在交界处形成耗尽层，阻止多数载流子扩散。

2. 单向导电性

• 正向偏置：P区接正极，N区接负极，耗尽层变窄，电流通过。
• 反向偏置：P区接负极，N区接正极，耗尽层变宽，电流几乎为零。

P型半导体和N型半导体的原理和作用

P型半导体

原理：

• 掺杂：在本征半导体（如硅或锗）中掺入三价元素（如硼、铝、镓）。

• 空穴形成：三价元素与半导体原子形成共价键时，缺少一个电子，产生空穴。

• 多数载流子：空穴成为主要载流子，带正电。

作用：

• 导电性：空穴的存在增强了半导体的导电性。
• PN结：与N型半导体结合形成PN结，具有单向导电性。