二極管是一種電子器件,具有兩不對稱電導的電極(故名“二極”),只允許電流由單一方向流過,所以最常應用其整流功能。
二極管具有陽極和陰極兩個端子,電流只能往單一方向流動。
在半導體性能被發現后,半導體二極管成為了世界上第一種半導體器件。現如今的二極管大多是使用硅來生產,鍺等其它半導體材料有時也會用到。目前最常見的結構是,一個半導體性能的結芯片通過PN結連接到兩個電終端。
因為其順向流通反向阻斷的特點,二極管可以想成電子版的逆止閥。然而實際上,二極管并不會表現出如此完美的開關性,而是呈現出較為復雜的非線性電子特征——這是由特定類型的二極管技術決定的。一般來說,只有在正向超過障壁電壓時,二極管才會工作(此狀態被稱為正向偏置)。一個正向偏置的二極管兩端的電壓降變化只與電流有一點關系,并且是溫度的函數。因此這一特性可用于溫度傳感器或參考電壓。
半導體二極管的非線性電流-電壓特性,可以根據選擇不同的半導體材料和摻雜不同的雜質從而形成雜質半導體來改變。特性改變后的二極管在使用上除了用做開關的方式之外,還有很多其他的功能,如:用來調節電壓(齊納二極管),限制高電壓從而保護電路(雪崩二極管),無線電調諧(變容二極管),產生射頻振蕩(隧道二極管、耿氏二極管、IMPATT二極管)以及產生光(發光二極管)。
半導體二極管中,有利用P型和N型兩種半導體接合面的PN結效應,也有利用金屬與半導體接合產生的肖特基效應達到整流作用的類型。若是PN結型的二極管,在P型側就是陽極,N型側則是陰極。
二極管符號
二極管的符號如下所示。箭頭指向正向偏置條件下常規電流的方向。這意味著陽極連接到 P 側,陰極連接到 N 側。
二極管類型
二極管的種類包括:
齊納二極管(穩壓二極管):利用在PN結加反向電壓產生的雪崩擊穿而產生穩定電壓的二極管。
PN結二極管:是把P型半導體和N型半導體結合在一起的二極管。用硅或鍺做材料。用于整流的時候,被設計成可以通過比較大的電流。另外,用于小信號時電流變小,被設計成可以在開/關間高速切換。
江崎二極管( 隧道二極管):江崎二極管擁有利用隧道效應的負阻抗區。多用于微波的波源。
變容二極管:在PN結施加反向電壓時端口間的電容變化的二極管。容量根據空乏層擴大而變化。多用于收音機等電子調諧電路。
肖特基二極管:是利用金屬和半導體接觸時生成的肖特基勢壘的二極管。上升電壓低,因為一邊的端口是金屬,所以可以高速地開關。
光電二極管:光電二極管是將光信號變成電信號的半導體器件。PN結型光電二極管與其他類型的光探測器一樣,在諸如光敏電阻、感光耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)以及光電倍增管等設備中有著廣泛應用。
PIN二極管:以削減電容為目的,是有介于P型半導體和N型半導體之間夾著本征半導體的構造的半導體。可以高速地開關。
激光二極管:激光二極管具有體積小、重量輕、耗電低、驅動電路簡單、調制方便、耐機械沖擊以及抗震動等優點,但它對過電流、過電壓以及靜電干擾極為敏感,因此,在使用時,要特別注意不要使其工作參數超過其最大允許值。
雪崩二極管:利用在PN結加反向電壓產生的雪崩擊穿而帶有負阻抗區的二極管。多用于微波的波源。
發光二極管:發光二極管簡稱為LED。由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成,它在照明領域應用廣泛,在電路及儀器中作為指示燈。






