диоды обладают более крутыми вольтамперными характеристиками, чем вакуумные диоды, в прямом направлении? Почему

Содержание: Вольт-амперные характеристики полупроводниковых и вакуумных диодов

Инструкция: Полупроводниковые диоды, такие как силовые диоды или диоды шотки, обладают более крутыми вольт-амперными характеристиками по сравнению с вакуумными диодами. Это происходит из-за различных физических причин.

Вакуумные диоды состоят из нагреваемого катода, анода и вакуума между ними. Вакуумные диоды имеют относительно большую длину дрейфового пространства и значительные свободные пробеги электронов и ионов. При прямом напряжении электроны пролетают через вакуумное пространство сравнительно свободно, что приводит к более пологим вольт-амперным характеристикам.

С другой стороны, полупроводниковые диоды состоят из полупроводникового материала, такого как кремний или германий. Полупроводниковый материал имеет меньшую длину пробега свободных электронов и ионов, что приводит к более крутым вольт-амперным характеристикам. Когда в прямом направлении на полупроводниковый диод подается напряжение, электроны и дырки перемещаются через полупроводник и соединяются в pn-переходе. В этом процессе происходит комбинация электронов с дырками, и освобождается большее количество энергии. Это приводит к увеличению тока и более крутым вольт-амперным характеристикам.

Дополнительный материал: Рассмотрим полупроводниковый диод и вакуумный диод с одинаковым прямым напряжением. Задача состоит в сравнении формы и крутизны их вольт-амперных характеристик.

Совет: Для лучшего понимания вольт-амперных характеристик полупроводниковых диодов и вакуумных диодов, рекомендуется изучить основные концепции полупроводниковой физики, такие как электронная структура полупроводников и pn-переход.

Проверочное упражнение: Определите, какая из вольт-амперных характеристик (положительного или отрицательного смещения) соответствует полупроводниковому диоду, а какая вакуумному диоду?