二極管，作為電子學(xué)中的基礎(chǔ)元件，承載著電流單向?qū)ǖ闹匾δ?。它的?nèi)部結(jié)構(gòu)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密結(jié)合而成，形成了一個(gè)PN結(jié)。這個(gè)PN結(jié)是二極管工作的重要部分，它決定了電流只能從一個(gè)方向流過。二極管，這個(gè)在電子世界中不可或缺的元件，就像一位沉默的守護(hù)者，默默地在電路中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻擁有非凡的功能，能夠控制電流的流向，實(shí)現(xiàn)電路的開關(guān)操作。當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，它就像一個(gè)打開的閘門，允許電流順利通過；而當(dāng)反向偏置時(shí)，它則緊閉門戶，阻止電流的流動(dòng)。這種特性使得二極管在整流、檢波、放大等多種電路中都有廣泛的應(yīng)用。二極管通過控制電流的通斷，實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備中的信號(hào)處理和邏輯運(yùn)算。PUMB1,135 帶阻三極管

    當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，即P區(qū)接正極，N區(qū)接負(fù)極，外部電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)方向相反。此時(shí)，PN結(jié)變窄，多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流，即正向電流。二極管導(dǎo)通，電阻很小，相當(dāng)于一根導(dǎo)線。反之，當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，PN結(jié)變寬，多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)被抑制，反向電流很小，二極管截止。這種特性使得二極管在電路中可以作為整流、檢波、穩(wěn)壓等應(yīng)用的關(guān)鍵元件。在現(xiàn)代電子電路中，二極管的應(yīng)用非常普遍。例如，在電源電路中，二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；在信號(hào)處理電路中，二極管可以檢波或調(diào)制信號(hào)；在保護(hù)電路中，二極管可以防止電流反向流動(dòng)，保護(hù)其他電子元件不受損壞。PBSS5350X 貼片三極管當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，即正極接低電位，負(fù)極接高電位，二極管截止，電流很小。

    二極管特性參數(shù)：反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時(shí)，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。[4]一般硅管的反向電流比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級(jí)，小功率鍺管在μA數(shù)量級(jí)。溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體受熱激發(fā)，少數(shù)載流子數(shù)目增加，反向飽和電流也隨之增加。[4]擊穿特性外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被**破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復(fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。[5]反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下，因勢(shì)壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時(shí)，破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢(shì)壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。[5]另一種擊穿為雪崩擊穿。

    要理解二極管的工作原理，必須從二極管的結(jié)構(gòu)說起。晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流。二極管性能穩(wěn)定，是電子電路長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

    開關(guān)二極管工作特性：開關(guān)二極管從截止（高阻狀態(tài)）到導(dǎo)通（低阻狀態(tài)）的時(shí)間叫開通時(shí)間；從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫反向恢復(fù)時(shí)間；兩個(gè)時(shí)間之和稱為開關(guān)時(shí)間。一般反向恢復(fù)時(shí)間大于開通時(shí)間，故在開關(guān)二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復(fù)時(shí)間。開關(guān)二極管的開關(guān)速度是相當(dāng)快的，像硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒，即使是鍺開關(guān)二極管，也不過幾百納秒。開關(guān)二極管具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。二極管就是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。由P區(qū)引出的電極稱為陽極，N區(qū)引出的電極稱為陰極。因?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦?，二極管導(dǎo)通時(shí)電流方向是由陽極通過管子內(nèi)部流向陰極。 二極管在整流電路中扮演關(guān)鍵角色，將交流電變?yōu)橹绷麟?。PMSTA42,115 SOT-323

檢波二極管可從高頻信號(hào)中檢出有用信號(hào)，功能強(qiáng)大。PUMB1,135 帶阻三極管

    二極管的伏安特性：二極管的伏安特性描述了其電壓與電流之間的關(guān)系。正向偏置時(shí)，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓的增加而迅速上升；反向偏置時(shí)，二極管截止，只有很小的反向飽和電流。了解二極管的伏安特性對(duì)于正確使用和設(shè)計(jì)電路至關(guān)重要。二極管的溫度特性：二極管的工作性能受溫度影響較大。隨著溫度的升高，二極管的正向壓降會(huì)減小，反向飽和電流會(huì)增加。因此，在高溫環(huán)境下使用二極管時(shí)，需要考慮其溫度特性，選擇合適的型號(hào)和散熱措施。PUMB1,135 帶阻三極管