今天我們將一起學習常用的半導體器件：二極管。
二極管是最基本的半導體器件。
首先來了解下二極管的結構。
這是一塊電梯分頻器線路板，板上有很多器件，紅線框裡的器件就是二極管。
它是一種半導體器件,那什麼是半導體器件呢？
我們都知道，物質按導電性能好壞可以分成三類。導電性能好的，稱為導體。導電性能差的，稱為絕緣體。而還有一類物質，導電性能處於導體與絕緣體之間，這就是半導體。硅和鍺是最常見的半導體材料。
半導體的導電能力受很多因素影響。
首先，溫度升高時，半導體導電能力增強，據此，可以製成熱敏電阻。
熱敏電阻
受光照射時，半導體導電能力增強，比如常見的光敏電阻、光電三極管等。
在純淨的半導體中摻入雜質元素也會增強其導電能力，摻入微量三價硼元素，可以得到以帶正電的空穴為多數載流子的P型半導體。摻入微量五價磷元素，就得到以帶負電的自由電子為多數載流子的N型半導體。
熱敏性、光敏性和摻雜性就是半導體的導電特性。
用半導體材料製成的器件就是半導體器件。
將P型半導體和N型半導體結合在一起，在它們的交界處會形成一個薄層，稱為PN結。
PN結在電路中的作用與單向閥在水路中的作用相似，當水流正向衝擊閥門時，閥門打開，水流通過，當水流反向衝擊閥門時，閥門被反向壓緊，水流截止。
PN結的這一特性稱為單向導電性。從PN結兩端各引出一條引腳，再將PN結封裝在管殼裡，就形成了一個二極管。P區引出的引腳為正極，N區引出的為負極。通常，用字母“VD”來表示二極管。
二極管實質上就是一個PN結。
那二極管是否也具有單向導電性呢？
下面，我們通過一個實驗來研究二極管的工作特性。這是一個二極管與燈泡、開關串聯的電路。
第一步，請觀察二極管加正向電壓時。即二極管的正極接電源正極，二極管的負極接電源負極時
閉合開關後燈泡的狀態，閉合開關，燈泡點亮，表明二極管加正向電壓時導通。
第二步，對調二極管，請觀察二極管加反向電壓，即二極管的負極接電源正極，二極管的正極接電源負極時
閉合開關，燈泡的狀態。燈泡不亮，表明二極管加反向電壓時截止。
由實驗可知：二極管具有單向導電性,加正向電壓時，二極管導通，加反向電壓時，二極管截止。
以上是對二極管工作特性的定性分析，而具體的參數就需要分析二極管的伏安特性曲線圖。
伏安特性反映的是二極管兩端的電壓與流過二極管的電流之間的關係，可以分為正向特性和反向特性。
下面我們先來分析正向特性，即U＞0的部分。這一區域內，一開始二極管雖然加正向電壓，電流卻很小，近似為零，二極管不導通，我們稱這一區域為死區。
當正向電壓大於某一電壓值A點時，二極管才能導通，A點電壓就稱之為死區電壓。鍺管的死區電壓約為0.2V，硅管的約為0.5V。
隨著電壓繼續增大，電流也急劇增大，二極管導通，進入導通區。此時，B點之後二極管兩端的電壓基本不變，B點電壓即為導通電壓。鍺管的導通電壓約為0.3V，硅管約為0.7V。
其次，反向特性，即U<0的部分。此部分中，隨著反向電壓增大，電流非常小，近似為0，二極管截止，進入截止區。反向電壓繼續增大，反向電流也急劇增大。說明二極管失去單向導電性，二極管進入擊穿區。
圖中A′點電壓為反向擊穿電壓，擊穿後，二極管兩端電壓基本不變。
二極管工作在不同區域,可以完成整流、檢波、鉗位、限幅、開關、穩壓、續流等多種功能。
下面，我們一起來認識幾種常見的二極管。
根據功能的不同，常見的二極管有整流二極管、開關二極管、發光二極管、穩壓二極管等種類。大多數二極管應避免工作在擊穿區，否則，會因電流過大損壞管子。
而穩壓二極管則是工作在反向擊穿區的。電路中，穩壓二極管利用反向擊穿狀態下，電流在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，起到穩壓、限壓、保護等作用。其圖形符號與普通二極管略有不同，用字母VZ表示。
常見的穩壓二極管有玻璃封裝、塑料封裝和金屬封裝三種。使用時，應注意，反向接入電路，同時，為保證工作電流和穩定電壓，需要通過計算合理的選擇限流電阻。
生活中，還有一種二極管能扮靚城市夜空，為我們帶來美好的視覺享受。它除了具有單向導電性之外，還能將電能轉換成光能，這就是發光二極管，簡稱LED。
與普通二極管一樣，發光二極管工作在正向導通區，圖形符號中多了兩個向外的箭頭表示發光。導通電壓在1.5-3V之間。
LED被稱為第四代光源，因其節能、高亮度、低熱度、壽命長等特點深受人們喜愛，被廣泛應用在各種信號燈、大型顯示屏和照明光源中。
使用時，發光二極管應正向接入電路，同時，為保證二極管的工作，也需要通過計算合理的選擇限流電阻。
總結，今天我們知道了二極管實際就是一個PN結；二極管具有單向導電性；同時認識了兩種特殊的二極管；二極管是最簡單也是最常用的半導體器件，它是整流、穩壓等電路的組成部分。掌握好二極管的相關知識，是我們分析電子電路的基礎。
有不同意見，請在評論區留言！
閱讀更多 老安電工速學 的文章
