二极管是一种半导体器件,由P型半导体材料和N型半导体材料组成。它有两个引脚,一个是P型半导体的阳极(Anode),另一个是N型半导体的阴极(Cathode)。当二极管被正向偏置时,即阳极连接到正电源,阴极连接到负电源,二极管就会导通,电流从阳极流向阴极;当二极管被反向偏置时,即阳极连接到负电源,阴极连接到正电源,二极管就会截止,电流几乎不会流过二极管。
当二极管的阳极连接到正电源,阴极连接到负电源,这时的二极管就被正向偏置。在这种情况下,P型半导体中的空穴会向N型半导体中的杂质物质移动,同样地,N型半导体中的电子会向P型半导体中的杂质物质移动。当空穴和电子移动到PN结附近时,它们就会发生复合,同时释放出一定的能量,这个能量就被转化为电流。因此,当二极管被正向偏置时,就会导通。
与之相反的是反向偏置。当二极管的阳极连接到负电源,阴极连接到正电源,这时的二极管就被反向偏置。在这种情况下,P型半导体中的空穴不会向N型半导体中的杂质物质移动,N型半导体中的电子也不会向P型半导体中的杂质物质移动。因此,电流流不过二极管。
二极管导通和截止的特性一般用伏安特性曲线来表示。在伏安特性曲线上,横坐标代表二极管正向偏置的电压,纵坐标代表二极管两端的电流。
当二极管被正向偏置时,电流急剧增加,但随着二极管正向偏置电压的增加,二极管电流增加的速度会逐渐变慢,最终会趋于饱和。而反向偏置时,二极管几乎不导电,只有当反向电压达到一定值时,二极管才会因为击穿而产生电流。一般来说,二极管的击穿电压是一个固定的值。
二极管具有很多应用,其中最常见的是作为整流器,将交流电转换为直流电。此外,二极管还可以用于构成逻辑门、振荡器、放大器等电子电路。另外,Zener二极管和电压稳压二极管也是非常重要的半导体器件。