关于二极管，看这一篇就够了！

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二极管是一种用作单向开关的专用电子元件。它只在一个方向上传导电流并限制来自相反方向的电流。当二极管作为绝缘体时，它是反向偏置的；当它允许电流流动时，它是正向偏置的。二极管有两个端子，阳极和阴极。

二极管2.jpg

图1：二极管

二极管的用途包括开关、信号调制器、信号混合器、整流器、信号限制器、稳压器、振荡器和信号解调器。它在日常生活中的应用非常广泛，对于我们理解电子产品有很大的帮助。

二极管电流

施加到阳极的电压相对于阴极是正的。此外，二极管中的电压高于阈值电压，因此它充当短路并允许电流流动。

电流流动图.png

图2：电流流动图

如果阴极相对于阳极为正，则二极管反向偏置。它将作为一个开路，导致没有电流流动。

图3：电流静态

二极管的用途

在某些电路中使用阻塞二极管进行保护，以防出现意外的反向连接问题，例如以错误的方式连接直流电源或反转其极性。电流方向错误会损坏其他电路元件。

反向电流保护二极管.png

图4：反向电流保护二极管

上图显示阻塞二极管与负载和电源的正极串联。如果反向连接，电流将不会流动，因为二极管将处于反向偏置状态。然后将保护负载免受反向电流的影响。但是，如果极性正确，二极管将处于正向偏置状态，因此负载电流可以流过它。

二极管稳压器

稳压器用于将输入电压降低到所需水平，并在电源波动时保持不变。它还可用于调节输出电压。齐纳二极管通常用作稳压器，因为它设计用于在反向偏置条件下工作。在正向偏置时，它的行为类似于普通信号二极管。另一方面，当向其施加反向电压时，电压在很宽的电流范围内保持恒定。

稳压器内的恒定电流.png

图5：稳压器内的恒定电流

齐纳二极管作为稳压器时，当负载电阻器与齐纳二极管并联连接，流过齐纳二极管的电流会减小，有利于负载电流。流入其中的电流量很重要，因为它是稳定的关键。查看齐纳二极管的电流-电压曲线，会注意到击穿电压以上急剧增加，这证明它最适合稳定小的直流电压。电流增加，而二极管的电阻减小。因此，齐纳二极管处的电压几乎相同。通常，连接一个电阻器以确保不超过最大允许耗散功率。

齐纳二极管的电流.png

图6：齐纳二极管的电流

将交流电转换为直流电，二极管通常用于构造不同类型的整流电路，例如半波、全波、中心抽头和全桥整流器。它的主要应用之一是将交流电整流为直流电。

二极管工作原理

二极管被认为是一种半导体器件，它具有两条引线并用作电流的单向门。半导体可以是导体也可以是绝缘体，可以通过增加或减少称为掺杂的电阻来控制电阻。掺杂是在材料中加入杂质原子的过程。

有两种类型的半导体材料：

N型材料——添加一定量的砷、磷、锑、铋等五价元素，可制成N型半导体材料。它有额外的电子。它额外带负电的粒子从带负电的区域移动到带正电的区域。

P型材料——添加一定量的铝、镓、硼、铟等可以生产P型半导体材料。它有额外的孔。有空穴意味着没有电子并带有正电荷。每当一个电子进入一个空穴时，它就会在它后面产生另一个空穴，因为它们的移动方向与电子相反。结合N型和P型材料形成P-N结。可以看到二极管结两侧的耗尽区。该区域耗尽了自由电子和空穴。来自N型侧的电子填充P型侧的空穴。

二极管的特殊用途

肖特基二极管：肖特基二极管具有低正向压降，但开关动作非常快。在金属和半导体之间形成半导体-金属结，形成肖特基势垒。当电流流过二极管时，二极管端子上会出现一个小压降。压降越低，系统效率越好，开关速度也越高。肖特基二极管最常见的应用是射频、某些电源应用中的整流器和混频器。

肖特基二极管电流.png

图7：肖特基二极管电流

整流二极管：整流二极管可以是偏置的或非偏置的。当没有电压供应时，整流二极管变得无偏压。在此期间，P侧具有大部分电荷载流子空穴和极少数电子，而N侧具有大部分电子和极少数空穴。另一方面，当电压源的正极端子连接到P型侧，负极端子连接到N型侧时，它变为正向偏置。当电源电压的正端连接到二极管的N型端，电源的负端连接到二极管的P型端时，它将处于反向偏压。除了反向饱和电流外，没有电流通过二极管，因为结的耗尽层随着反向偏置电压的增加而变宽。整流二极管通常用作将交流电压转换为直流电压的电源中的组件。