当二极管正向偏置时,即P区接正极,N区接负极,外部电场与PN结内建电场方向相反。此时,PN结变窄,多数载流子扩散运动增强,形成较大的扩散电流,即正向电流。二极管导通,电阻很小,相当于一根导线。反之,当二极管反向偏置时,PN结变宽,多数载流子扩散运动被抑制,反向电流很小,二极管截止。这种特性使得二极管在电路中可以作为整流、检波、稳压等应用的关键元件。在现代电子电路中,二极管的应用非常普遍。例如,在电源电路中,二极管可以将交流电转换为直流电;在信号处理电路中,二极管可以检波或调制信号;在保护电路中,二极管可以防止电流反向流动,保护其他电子元件不受损坏。随着科技的发展,新型二极管如肖特基二极管等不断涌现,为电子设备性能的提升提供了更多可能。BZB84-B56
二极管是一种基本的电子元件,具有单向导电性。它由P型半导体和N型半导体组成,中间形成一个PN结。当正向偏置时,即P区接正极,N区接负极,二极管导通,电流可以流过;而反向偏置时,二极管截止,几乎不导电。这种特性使得二极管在整流、开关等电路中有着广泛应用。整流电路是将交流电转换为直流电的电路,二极管在其中起着关键作用。在整流过程中,二极管利用其单向导电性,只允许电流在一个方向上通过,从而将交流电的负半周“翻转”为正半周,实现整流。这种整流方式在电源电路、电子设备中非常普遍。BZB84-B56二极管在电子设备中广泛应用,如电视机、计算机等。
二极管*常见的功能是允许电流沿一个方向(称为二极管的正向)通过,而沿相反的方向(反向)阻止电流通过。这样,二极管可以被视为止回阀的电子版本。这种单向行为称为整流,用于将交流电(ac)转换为直流电(dc)。整流器、二极管的形式可用于诸如从无线电接收机中的无线电信号提取调制之类的任务。但是,由于二极管具有非线性电流-电压特性,因此其行为可能比这种简单的开关动作更为复杂。*当在正向方向上存在一定的阈值电压或切入电压时(该二极管被称为正向偏置的状态),半导体二极管才开始导电。正向偏置二极管两端的电压降*随电流变化很小,并且是温度的函数。此效果可用作温度传感器或参考电压。此外,当二极管两端的反向电压达到称为击穿电压的值时,二极管对反向流动的高电阻突然降至低电阻。可以通过选择半导体材料和制造过程中引入材料中的掺杂杂质来定制半导体二极管的电流-电压特性。这些技术用于创建执行许多不同功能的**二极管。例如,二极管用于调节电压(齐纳二极管),保护电路免受高压浪涌(雪崩二极管)的影响,对收音机和电视接收机进行电子调谐(变容二极管),以产生射频振荡(隧道二极管)、耿氏二极管、IMPATT二极管,并产生光(发光二极管)。
二极管PN结单向导电性:在PN结外加正向电压V,在这个外加电场的作用下,PN结的平衡状态被打破,P区中的空穴和N区的电子都往PN结方向移动,空穴和PN结P区的负离子中和,电子和PN结N区的正离子中和,这样就使PN结变窄。随着外加电场的增加,扩散运动进一步增强,漂移运动减弱。当外加电压超过门槛电压,PN结相当于一个阻值很小的电阻,也就是PN结导通。主要分类:点接触型二极管点接触型二极管的PN结接触面积小,不能通过较大的正向电流和承受较高的反向电压,但它的高频性能好,适宜在高频检波电路和开关电路中使用[5]。面接触型二极管面接触型二极管的PN结接触面积大,可以通过较大的电流,也能承受较高的反向电压,适宜在整流电路中使用[5]。平面型二极管平面型二极管在脉冲数字电路中作开关管使用时PN结面积小,用于大功率整流时PN结面积较大[5]。稳压管稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于,稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小,能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。稳压管与一般二极管不一样,它的反向击穿是可逆的。 二极管结构简单,但其功能在电子领域中不可或缺。
二极管主要分类:稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于,稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小,能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。稳压管与一般二极管不一样,它的反向击穿是可逆的,只要不超过稳压管电流的允许值,PN结就不会过热损坏,当外加反向电压去除后,稳压管恢复原性能,所以稳压管具有良好的重复击穿特性。光电二极管光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口,以便于接受光照。其特点是,当光线照射于它的PN结时,可以成对地产生自由电子和空穴,使半导体中少数载流子的浓度提高,在一定的反向偏置电压作用下,使反向电流增加。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增加。[4]当无光照时,光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时,可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源,能够直接把光能变成电能。[4]发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件,简称LED。二极管的发展历史见证了半导体技术的飞速进步。BZB84-B56
二极管在通信领域发挥着重要作用,用于信号的调制和解调,实现信息的传输。BZB84-B56
二极管的工作原理的理解,对于电子爱好者来说至关重要。它的重要结构包括P型半导体和N型半导体,二者之间形成一个PN结。在PN结中,由于两种半导体的特性差异,会产生一个电场,这个电场会阻止电流的自由流动。然而,当在二极管两端施加足够大的正向电压时,电场被克服,电流得以通过;而施加反向电压时,电场加强,电流几乎无法通过。这种特性使得二极管在电路中能够起到限流、稳压的作用,保护其他元件免受电流过大的损害。随着科技的不断发展,二极管的应用领域也在不断拓宽。从一开始的收音机、电视机等家电产品,到如今的计算机、手机等高科技产品,都离不开二极管的身影。同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,二极管的性能也在不断提升。例如,某些特殊类型的二极管具有更高的开关速度、更低的功耗、更好的稳定性等特点,为电子设备的性能提升提供了有力支持。 BZB84-B56