二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件[1]。二极管有两个电极,正极,又叫阳极;负极,又叫阴极,给二极管两极间加上正向电压时,二极管导通,加上反向电压时,二极管截止。二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开[2]。二极管具有单向导电性能,导通时电流方向是由阳极通过管子流向阴极。二极管是一开始诞生的半导体器件之一,其应用非常多。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能[3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹。 二极管在发光二极管(LED)中的应用,使得现代照明技术更加节能高效。STP40NE03
二极管主要分类:稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于,稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小,能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。稳压管与一般二极管不一样,它的反向击穿是可逆的,只要不超过稳压管电流的允许值,PN结就不会过热损坏,当外加反向电压去除后,稳压管恢复原性能,所以稳压管具有良好的重复击穿特性。光电二极管光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口,以便于接受光照。其特点是,当光线照射于它的PN结时,可以成对地产生自由电子和空穴,使半导体中少数载流子的浓度提高,在一定的反向偏置电压作用下,使反向电流增加。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增加。[4]当无光照时,光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时,可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源,能够直接把光能变成电能。[4]发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件,简称LED。STGB19NC60S二极管在不同的工作状态下,可以展现出不同的电学特性,满足不同的电路需求。
二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(VaricapDiode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管*普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断(称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时,pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。pn结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。
当二极管正向偏置时,即P区接正极,N区接负极,外部电场与PN结内建电场方向相反。此时,PN结变窄,多数载流子扩散运动增强,形成较大的扩散电流,即正向电流。二极管导通,电阻很小,相当于一根导线。反之,当二极管反向偏置时,PN结变宽,多数载流子扩散运动被抑制,反向电流很小,二极管截止。这种特性使得二极管在电路中可以作为整流、检波、稳压等应用的关键元件。在现代电子电路中,二极管的应用非常普遍。例如,在电源电路中,二极管可以将交流电转换为直流电;在信号处理电路中,二极管可以检波或调制信号;在保护电路中,二极管可以防止电流反向流动,保护其他电子元件不受损坏。二极管在半导体技术中占据重要地位,推动科技发展。
随着科技的飞速发展,半导体技术已经深入到我们生活的方方面面,其中二极管作为一开始诞生的半导体器件之一,扮演着举足轻重的角色。它的应用范围普遍,无论是在各种电子电路中,还是在日常的收音机、家用电器和工业控制电路中,都可以找到它的踪迹。二极管是一种由半导体材料(如硅、硒、锗等)制成的电子器件,具有两个电极,正极和负极。当在二极管的两极间加上正向电压时,二极管导通,电流可以从阳极流向阴极;而在加上反向电压时,二极管截止,电流无法通过。这一特性使得二极管在电路中可以起到开关的作用,控制电流的通断。当二极管反向偏置时,即正极接低电位,负极接高电位,二极管截止,电流很小。T1050H-6G
在某些特殊应用中,二极管还可以作为光电器件使用。STP40NE03
二极管PN结形成原理:P型半导体是在本征半导体(一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体)掺入少量三价元素杂质,如硼等。因硼原子只有三个价电子,它与周围的硅原子形成共价键,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空位,当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位,使硼原子成了不能移动的负离子,而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子,形成了空穴,但整个半导体仍呈中性。这种P型半导体中以空穴导电为主,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。[6]N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子,如磷等。掺入后,它与硅原子形成共价键,产生了自由电子。在N型半导体中,电子为多数载流子,空穴为少数载流子。[6]因此,在本征半导体的两个不同区域掺入三价和五价杂质元素,便形成了P型区和N型区,根据N型半导体和P型半导体的特性,可知在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异,电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,它们的扩散使原来交界处的电中性被破坏。 STP40NE03