在深入探究二极管npn导通条件前,我们首先需要了解一些电子学基础知识。二极管是一种二端子电子器件,主要由PN结组成。PN结是由P型材料和N型材料组合而成,它们之间的结界面成为PN结。当PN结接受正向偏置时,电子从N型区域流入P型区域,同时空穴从P型区域流入N型区域,形成电流。当PN结接受反向偏置时,电子被阻挡,形成电容并不导通。而PNP型二极管和NPN型二极管在结构上有所不同。NPN型二极管由一条N型半导体夹在两条P型半导体之间构成,它们共用一个N型区域,形成PNP结。当在NPN型二极管的基区域施加足够的电压时,它将导致电子在集电结和发射结之间的流动。
NPN型二极管导通的条件是基极间施加正向电压,同时集电极与发射极间施加外加电源使集电极处于正电压而发射极处于负电压状态。因此,当向NPN型二极管施加正向电压(通常称为前偏)时,少数载流子(电子和空穴)在P型基区域内扩散,同时发射极上的N型区的大量电子被强烈激发并注入基区,同时与P型杂质原子的空穴复合。这时,大量电子流向基极并且进入集电区,与此同时,由于P型区的空穴与N型区电子的重新结合形成少量电流(在集电电流的数量级),但这能确保NPN型二极管导通。
NPN型二极管截止的条件与导通条件相反。当基极被施加一个较为负的电压或未施加电压时,从发射区进入基区的电子数目减小并最终停止,同时这也会减少导出集电区的电流,造成二极管未导通和截止状态。
通过以上的讲解,我们可以了解到NPN型二极管导通的条件是基极间施加正向电压,同时集电极与发射极间施加外加电源使集电极处于正电压而发射极处于负电压状态;而截止的条件则是基极被施加一个较为负的电压或未施加电压时,从发射区进入基区的电子数目减小并停止,造成二极管未导通和截止状态。这些条件的了解有助于我们更好地理解二极管的工作原理,并在实践中应用它们。