二极管,一个看似简单的电子元件,却在电子世界中扮演着非常的重要的角色。就像电流的单向阀,允许电流朝一个方向活动,而阻挡反方向的电流。其运用范围之广,从平常的家用电器到复杂的工业装备,都能见到身影。
二极管的核心是由P型半导体和N型半导体用而成的PN结。P型半导体富含空穴(可以看做是带正电的载流子),而N型半导体则富含电子。当二者用时接触面附近会构成一个特殊的区域,称为「耗尽层」。
当我们在二极管两端施加正向电压(即P型接正极,N型接负极)时,耗尽层变薄,电子和空穴可以克服阻碍,产生移动,构成电流。而当施加反向电压时,耗尽层变厚,阻挠了电流的通过。
二极管最重要的特性就是其单向导电性。二极管还能够以下特性:
正向电压: 当二极管导通时,两端会存在一个电压降,称为正向电压。正向电压的大小与二极管的材料有关,一般在0.3V到0.7V之间。
反向电流: 即便在反向电压下,二极管也会有微小的电流流过,称为反向电流。反向电流的大小与温度和反向电压有关。
最高反向电压: 当反向电压超过一定值时,二极管会被击穿,致使永久性破坏。这个电压值称为最高反向电压。
最高工作频率: 二极管的工作频率是有限的。如果电路频率超过二极管所能允许的最大频率,那末二极管将失去应有的作用。
二极管的运用非常,以以下举一些常见的运用:
整流: 将交换电转换为直流电。这是二极管最多见的运用,比如可以在电源适配器中就利用二极管进行整流。
稳压: 利用二极管的正向电压特性,可以将电压稳定在某个特定的值。比如可以,齐纳二极管就是一种经常使用的稳压二极管。
保护电路: 利用二极管的单向导电性,可以避免电路中的反向电流对元器件造成伤害。比如可以一些电路中会使用二极管来保护电源免受反向电压的冲击。
光电转换: 光电二极管可以将光信号转换为电信号。这类二极管被用于光电传感器、太阳能电池等领域。
触发电路: 触发二极管,也称为双向触发二极管,经常使用于触发双向可控硅电路中作过压保护等用处。
二极管虽然结构简单,但其作用却不可小觑。是构成各种复杂电路的基础元件电子技术的发展中扮演着很重要,不可缺少的角色。科技的进步,新型的二极管材料和工艺不断出现,二极管的性能也在不断提高,运用领域也愈来愈。