半导体

二极管

/ DY-ohd /

设想一道只许单向通行的旋转门:从右边推,你顺畅通过;从左边推,它就锁住。二极管就是这种单向闸门的电学版——它让电流在一个方向上畅通,在另一个方向上几乎完全阻断。

大多数二极管不过就是一个 p-n 结,两端各接一个端子。把电压接成将电子和空穴往结的方向推——称为正向偏置——它们便涌过去复合,电流于是轻松流过。把电压反过来,它就把载流子从结处拉走,把耗尽区拉宽成一道势垒,于是只有微乎其微的电流渗漏过去。这种偏向一边、单向通行的行为,正是二极管的全部用途。

二极管无处不在:它把墙上插座来回往复的交流电,变成电子设备所需的稳定单向直流电,保护电路不受电池接反之害,还构成了发光二极管和太阳能电池的基础。一个诚实的提醒:真实的二极管并非完美的开关。它需要一个不大的正向电压——在硅里约为 0.7 伏——才会良好导通;而若反向电压过高,它也可能被迫击穿、反向导电。

手机充电器靠二极管来整流墙上的交流电:四只二极管排成一座电桥,把每个波形的负半部分翻转成正的,产生一股起伏的单向电流,再由滤波电容把它平滑成稳定的直流。

整流:二极管把家用交流电转换成电子设备赖以运行的单向电流。

并非所有二极管都由 p-n 结构成。有些,如肖特基二极管,改用金属—半导体接触,开关更快,却也有自己的脾性——单向通行的思想是通用的,但实现方式各异。

又称
semiconductor diode二极管