二极管是一种最简单的电子元件,它由两个不同材料的半导体材料P型和N型半导体材料组成,其中P型半导体及其与N型半导体之间的交界面被称为PN结。二极管具有单向导电特性,能够在一定程度上控制电流的流向。
P型半导体中少量杂质原子会导致半导体带有正电荷,形成空穴(空电子);N型半导体中的杂质原子含有多余的电子,使得该半导体带有负电荷,形成自由电子。二者通过PN结相互结合形成二极管。
二极管的最主要的作用是“整流”,即将交流电(AC)转化为直流电(DC)。通俗地讲就是,二极管可以使电流只能从一个方向流动,而无法逆流。当二极管处于正向电压时,它会愉快地带电流,这时电流通过它的电阻很小,几乎相当于短路,此时它就处于导通状态;而当二极管处于反向电压时,反向电流几乎不流过二极管,这时它的电阻很大,相当于开路,此时它就处于截止状态。
除了整流,二极管还具有一定的放大作用。当二极管的输出电压微弱变化的时候,由于二极管的非线性特性,输出电流也会随之发生变化。因此,可以利用二极管的这种特性,把微弱的信号放大成为一定大小的信号。不过,相对于专门的放大器,二极管的放大作用还是比较有限的。
作为一种经典的整流器件,二极管可以用于各种电源电路中,将交流电转化为直流电,供电给各种电器设备。
在通信设备中,二极管可以用于信号调制和解调、射频叠加、射频检波、照明灯泡、晶体管摆线器等部位。
二极管在光电子设备中也有着广泛的应用,比如光电检测器、发光器、激光器、红外排列和光电晶体管等领域。光电晶体管通常是通过在普通二极管上增加一个光敏结而制成的。