二极管是由P型半导体和N型半导体制成的二极管结构,其中P型半导体的材料为高纯度的硼材料,而N型半导体的材料为高纯度的磷化硅材料。它们被连续地铸成一体,形成PN结。PN结的正侧称为P端,负侧称为N端。二极管具有单向导电特性,同时也是一种半导体元件。
二极管在正向电压下,导电能力很强,但是在反向电压下,导电能力非常差,与普通的导线相当。因此,二极管可以将电流只沿一个方向传递,同时,电压从正极测量到负极时,将会输出一个大于零的值。
在PN结中,P端为正极,N端为负极。当施加正向电压时,电子将会从N端向P端移动,同时空穴也将从P端移向N端,由此形成了一个能够使电流通过的导电通路。在正向电压下,二极管的电压将以正向电压型式被测量。
当二极管的外部电压为反向电压时,二极管就在其正常模式下操作,但是,它的导电能力却变得非常差,因为PN结已被倒置。反向电压被施加时,空穴从N端向P端流动,同时电子将从P端向N端流动,因而出现很大的电阻,从而使得二极管可以防止反向电流通过。
反向电压被施加时,二极管的电压将以反向电压型式被测量,此时可测得的电压值通常为负数。
二极管的单向导电特性,使其在电路设计和应用中有着广泛的用途。它经常用于整流器,保护电子器件以免受到反向电流的影响等。常见二极管还有Zener二极管,其主要功能是将电压稳定在一个特定的值上,从而保持恒定的电流。
此外,二极管还被广泛应用于无线电收发器中。例如,电容调频收音机,在其调谐电路中使用的二极管就具有较高的选择性,这种现象称为二极管的变容效应。