二极管为什么要反偏 为什么二极管要反向偏置

1、PN结的结构

PN结是由P型半导体和N型半导体两部分构成，其中P型半导体的主要载流子为空穴，N型半导体的主要载流子为电子，当这两部分材料相接触时，因为空穴和电子的向内扩散，形成一个空间电荷区，也叫耗尽层。PN结的耗尽层中存在着强烈的电场，当外加反向电压时，这个电场会进一步增强，阻止外部电子和空穴通过的能量阈值将变得更高，阻碍电子和空穴的扩散，此时二极管处于反向偏置的状态。

2、反向偏置下的电流

在二极管反向偏置的情况下，当外部电源施加外电场时，电子和空穴依然会被扯出耗尽层内的电场，但是由于外部电场方向和耗尽层内的电场方向相反，这将使得电子和空穴更难穿过耗尽层，因此二极管处于反向偏置的情况下，只会有极小的反向电流，因为空穴和电子基本上都呆在了各自在PN结的一侧，电流的主要成分为少量的载流子少量漏电流，这个电流一般是微安级别的，近似等于零，从而保证了二极管的不可逆性。

3、保护电路

在电子电路中，二极管常用于保护电路，防止过载和反向电压的损坏。在电路中，添加二极管的一个常见的方法是保护电路不受反向电压影响，这是由于反向二极管会阻止反向电压的流动，从而保护了电路其他组件的安全。

4、光电二极管工作原理

光电二极管是一种可以将光信号转化成电信号的器件，与普通的二极管不同的是，它的PN结不仅能够限制电流的方向，而且还能够识别特定波长的光信号并将其转化为电荷。当光强度足够大时，光子的能量足以帮助PN结中的电子获得足够的活跃度，这种PN结上的电子可已与空穴结合或者在电荷界面分裂成独立的电子，从而激发产生电荷，并产生电流。该过程中，自然发生的反偏压有助于阻止反向电流流过器件，只有通过改变电流的方向，并在偏压的作用下，才能够使得电荷在光电二极管中产生传输。