By Leave a Comment on 順方向と逆方向の違い

順方向と逆方向の大きな違いとして、順方向バイアスでは電池のプラス端子がp型半導体材料に、マイナス端子がn型半導体材料に接続されていることが挙げられます。 一方、逆バイアスでは、n型材料が電源の正極端子に接続され、p型材料が電池の負極端子に接続されます。

バイアスとは、半導体デバイスに電源または電位差を接続することを意味します。 この電位差には、順方向バイアスと逆方向バイアスの2種類があります。

順方向バイアスは、ダイオードの電位障壁を低減し、電流の流れやすい経路を確立します。 逆バイアスでは、電位差が電荷キャリアが接合部を越えて移動するのを妨げる障壁の強さを増加させる。 逆バイアスは電流の流れに高抵抗の経路を提供するため、回路に電流は流れません

Content: 順方向バイアス vs 逆方向バイアス

  1. 比較表
  2. 定義
  3. 主な違い

比較表

＜6517>抵抗値

Basis 順方向バイアス 逆方向バイアス
定義 PN-VIに加わる外部電圧のことで、PN-VIと呼ばれる。ダイオードに電流を流しやすくするために、電位差を小さくすることを順方向バイアスといいます。 PN接合に印加する外部電圧で電位障壁を強化し、電流が流れないようにすることを逆バイアスという。
記号
接続 電池のプラス端子はP-端子と接続されています。のP型半導体に接続し、負端子をN型半導体に接続する。 電池の負端子をP領域に、電池の正端子をN型半導体に接続する。
バリア電位 低下 強化
電圧 アノードの電圧はカソードよりも高い。 カソードの電圧はアノードより大きい。
順電流 大 小
減衰層 薄 厚
低い 高い
電流の流れ 許す 防ぐ
大きさ 順電圧による ゼロ
動作 導体 絶縁体

Forward Biasing

Forward BiasingではPN接合ダイオードに外部電圧が印加されます。 この電圧は電位障壁を打ち消し、電流の流れに低抵抗の経路を提供します。

電位障壁電圧は非常に小さく（シリコン接合ではほぼ 0.7 V、ゲルマニウム接合では 0.3 V）、障壁を完全になくすために必要な電圧はごくわずかである。 障壁が完全になくなると、電流が流れるための低抵抗経路が形成される。 このため、電流は接合を通過して流れ始めます。 この電流を順電流と呼ぶ。

逆バイアスの定義

逆バイアスでは、マイナス領域が電池のプラス端子に、プラス領域がマイナス端子に接続されている。 逆電位は電位障壁の強さを増加させる。 ポテンシャル障壁は、接合部を横切る電荷キャリアの流れに抵抗する。

順バイアスおよび逆バイアスの主な違い

  1. 順バイアスは電位障壁の強さを弱め、電流は容易に接合を越えて流れ、逆バイアスは電位障壁を強め電荷キャリアの流れに障害になる。
  2. 順方向バイアスでは、電池のプラス端子はp領域に、マイナス端子はn型材料に接続され、逆バイアスでは、電源のプラス端子はn型材料に、マイナス端子はデバイスのp型材料に接続されています。
  3. 順方向バイアスでは、ポテンシャル障壁の強度を低下させる電位にわたって電界を設定し、逆方向バイアスでは、ポテンシャル障壁の強度を増加させます。
    • 注 – ポテンシャル障壁は、接合部を横切る電子の動きを制限するPN接合ダイオード間の層である。
    • 順方向バイアスでは順方向電流が大きく、逆方向バイアスでは順方向電流が非常に小さくなります。
      • 注-ダイオードを順方向に流したときの電流を順電流と呼びます。
        • 注-空乏層とは、自由電荷キャリアが減少する接合部周辺の領域です。
      • 順バイアスはダイオードの抵抗を減少させ、逆バイアスはダイオードの抵抗を増加させる。
      • 順方向バイアスでは電流が回路を流れやすいのに対し、逆方向バイアスでは電流が流れない。
      • 順方向バイアスでは電流の大きさは順方向電圧に依存するが、逆バイアスでは電流の大きさは非常に小さいか無視できる。
      • 順方向バイアスではデバイスは導体として動作し、逆バイアスではデバイスは絶縁体として動作します。

シリコンダイオードの順電圧は0.7ボルト、ゲルマニウムの順電圧は0.3ボルトです。

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