结型二极管是一种具有PN结的半导体器件。PN结是指由p型和n型半导体材料组成的电子器件。结型二极管的结区是由p型和n型半导体材料之间形成的PN结构。它与普通二极管不同的是,它的掺杂浓度更高,在正向偏置时,电荷载流子会被注入结区,形成弱的驻留区,使得结区电阻减小,电流得以通过。而在反向偏置时,电流基本为零,因为结区处的电位垒增加了,几乎不能通过电流了。
结型二极管的正向特性表现为近似于一定电压下的恒流源,因此在直流电路中被用作电流稳定器或直流起振电路等。在交流电路中,它主要被用来进行高频整流和检波,或者作为环节放大器的检波器。
在正向偏置时,因为异质结的存在,当电流通过时,少量的载流子会被注入N端的P区,并且由于扩散作用,它们会朝着P区的N端移动,与之发生复合,在移动过程中,它们会将电荷带出N端,从而减小了P区的电阻,造成电流通过的现象。
而在反向偏置时,由于没有注入少量的载流子,所以只有非常少量的电流通过,这种电流是由于背向电压在电场的作用下,足以将一些自由载流子与杂质离子互相碰撞,使它们获得一定的动能,然后以热电子的形式从p-n结区域离开的。
相比于正向通导电流时的低电阻,反向硅结型二极管具有良好的阻抗特性以及低漏电流。 但是,与常规PN结二极管不同,在正向电压下断电容可能变得较大。另外,结型二极管在低电流水平下显示出许多二极管所不具备的负电阻效应。该负电阻效应,或称为电子阻振,可以被用于产生稳定的均匀波形,或作为放大器中的负电阻进行阶跃性切换。
结型二极管广泛应用于半导体技术领域,如电源、放大器、电路保护等领域。在无线电通信中,结型二极管也被广泛应用,例如频率合成器、调制解调器、射频开关等。在计算机技术领域,它被应用于CPU的逻辑门、移位寄存器、高速计数器和存储器等。此外,结型二极管广泛应用于太阳能电池、宽带光学通信和传感器等领域。