二极管是一种主要由PN结构构成的电子元件,由P型半导体和N型半导体构成,主要用于电路的整流、变成、开关等。其基本特点是具有单向导电性,即只有在正向电压作用下才能导通,反向电压作用下则阻止电流流过。
在电路中,二极管除了用于整流,还可以用作电源保护,限流保护,信号检波等方面。二极管在电子工业中起到了非常重要的作用,如半导体器件、光电器件等。
PN结是二极管的主要组成部分,P型半导体和N型半导体的结合形成PN结,导致了PN结表面电的空间电荷区。当PN结处于正向电压的作用下,P区电压高于N区电压,外加电子会进入P区,空穴会进入N区,同时,P区电子会向N区扩散,N区空穴会向P区扩散,导致PN结的空电荷区逐渐减少,当达到一定程度时,PN结导电。而当PN结处于反向电压的作用下,空电荷区膨胀,外加电场力导致的少量电子运动,但是由于本身两端存在反向电场力,限制了电子的迁移,导致所谓一个微弱的反向电流。
二极管有导通状态和截止状态,当二极管处于正向电压的作用下,即P区接在正电源上,N区接在负电源上,导电,此时二极管处于导通状态,电流可流通,这时候电阻十分的小;而当二极管处于反向电压的作用下,即P区接在负电源上,N区接在正电源上时,电阻非常的大,电流无法流通,此时二极管处于截止状态。
在电子电路设计的时候,二极管含有了很多应用场景,如限制流量、处理模拟信号、整流器、开关、稳压器、光电二极管、可变电容二极管等等。比如说,稳压器是在稳定电压方面使用二极管的一个普遍用法,通过使用不同类型的二极管,可以提供不同的稳压效果,保障电源电压稳定,二极管在电子行业中的应用是非常广泛的。