什么是二极管?

发表时间:2021-08-06 16:59作者:欧朋洋电子

二极管

(英语:Diode),是一种具有不对称电导的双电极电子元件。在正向导电时它的两个电极(阳极和阴极)间拥有无穷小电阻,而反向时则有无穷大电阻,即电流只允许由单一方向流过二极管。


1874年,德国物理学家卡尔·布劳恩发现了晶体的整流能力。因此1906年开发出的第一代二极管——“猫须二极管”是由方铅矿等矿物晶体制成的。早期的二极管还包含了真空管,真空管二极管具有两个电极 ,一个阳极和一个热式阴极。在半导体性能被发现后,二极管成为了世界上第一种半导体器件。现如今的二极管大多是使用硅来生产,硒或锗等其它半导体材料有时也会用到。目前最常见的结构是,一个半导体性能的结芯片通过PN结连接到两个电终端。


功能


二极管具有阳极和阴极两个端子,电流只能往单一方向流动。也就是说,电流可以从阳极流向阴极,而不能从阴极流向阳极。对二极管所具备的这种单向特性的应用,通常称之为“整流”功能。在真空管内,借由电极之间加上的电压能够让热电子从阴极到达阳极,因而有整流的作用。将交流电转变为直流电,包括无线电接收器对无线电信号的调制,都是通过整流来完成的。


因为其顺向流通反向阻断的特点,二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上,二极管并不会表现出如此完美的开关性,而是呈现出较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。一般来说,只有在正向达到阈值电压时,二极管才会开始工作(此状态被称为正向偏置)。一个正向偏置的二极管两端的电压降变化只与电流有一点关系,并且是温度的函数。因此这一特性可用于温度传感器或参考电压。


半导体二极管的非线性电流-电压特性,可以根据选择不同的半导体材料和掺杂不同的杂质从而形成杂质半导体来改变。特性改变后的二极管在使用上除了用做开关的方式之外,还有很多其他的功能,如:用来调节电压(齐纳二极管),限制高电压从而保护电路(雪崩二极管),无线电调谐(变容二极管),产生射频振荡(隧道二极管、耿氏二极管、IMPATT二极管)以及产生光(发光二极管)。


半导体二极管中,有利用P型和N型两种半导体接合面的PN结效应,也有利用金属与半导体接合产生的肖特基效应达到整流作用的类型。若是PN结型的二极管,在P型侧就是阳极,N型侧则是阴极。


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