二极管是一种由PN结构组成的电子器件。PN结构由p型半导体和n型半导体组成,其中p型半导体被施加了正电荷,n型半导体被施加了负电荷。当这两种半导体结合在一起时,形成了PN结构,这时,电子从n端通过进入p端,缺少电子的p端就呈现出正电荷,形成一个电场。
当在正向偏置下,即p端接正电极,n端接负电极时,由于电场势阱,电子便会被引向p端,同时由于p型半导体内的杂质原子的掺杂,p端形成电子亏损区,电子从亏损区进入n型半导体形成电流。在负向偏置下,即p端接负电极,n端接正电极时,由于电场势垒,电子被势垒挡在n端,不会流入p型半导体,这样就形成了二极管的单向导电性。
二极管有两个主要特性:单向导电性和截止电压(也称正向电压降)。
单向导电性使得二极管可以将交流信号转换为直流信号。截止电压是指当二极管被正向偏置时,它开始导电的电压值。当电压达到截止电压时,二极管开始导电,并呈现出一个稳定的电压降,这个稳定的电压降一般为0.6V到0.7V。
二极管具有单向导电性和截止电压的特性,因此可以广泛应用于电子设备中。其中包括电源管理、放大器、整流器、高频调制器、电压稳定器、光电器件等。例如,常见的整流器就是由二极管组成的,它可以将交流电转换为直流电。
除了普通的晶体二极管之外,还有很多不同种类的二极管,包括肖特基二极管、发光二极管、锗二极管和硅二极管等。
肖特基二极管,也称为热电离二极管,是一种快速响应的二极管,具有更高的导通速度和更低的截止电压。因此,它们通常用于高频率电路中。
发光二极管可以将电信号转换为光信号,被广泛应用于照明、显示和通讯领域。
锗二极管是最早被发明的二极管之一,具有较低的截止电压和高的电流放大系数,但因为它们比硅二极管价格更高,硅二极管逐渐取代了锗二极管的地位。
硅二极管是目前最常用的二极管,具有较大的截止电压和稳定的性能,而且价格较为便宜。