最大略的電子擺設(shè)是二極管。它常常被稱為半半導(dǎo)體二極管，但從本領(lǐng)上講，二極管具備本人一定的電氣個(gè)性。一切電子擺設(shè)都是如許。它們由特殊的電氣個(gè)性設(shè)置，縱然大概有各別的構(gòu)造、典型和運(yùn)用。

話雖如許，半半導(dǎo)體二極管是二極管器件中最罕見和最基礎(chǔ)的構(gòu)造。

領(lǐng)會(huì)二極管動(dòng)作一種電子擺設(shè)，二極管是一種兩頭單向電門。相應(yīng)強(qiáng)加的旗號(hào)，它充任一個(gè)電壓極性的緊閉電門和反向極性的翻開電門。

兩個(gè)要害特性將電子擺設(shè)設(shè)置為二極管：

1.它是一個(gè)雙端器件2.它承諾交流電在一個(gè)方進(jìn)取傳導(dǎo)，而阻礙交流電在差異方進(jìn)取傳導(dǎo)。

所以，任何二極管都有兩個(gè)特殊的地區(qū)，不管其典型怎樣。一個(gè)是有源區(qū)，個(gè)中強(qiáng)加的電壓極性承諾二極管經(jīng)過它傳導(dǎo)交流電。另一個(gè)是反向偏置地區(qū)，個(gè)中強(qiáng)加的極性使二極管與電傳播導(dǎo)差異。

二極管是一種大略的器件，但它的運(yùn)用卻無(wú)量無(wú)窮。

半半導(dǎo)體二極管半半導(dǎo)體二極管是最基礎(chǔ)的二極管構(gòu)造。本質(zhì)上，二極管器件的觀念是從半半導(dǎo)體二極管演化而來(lái)的。一切半半導(dǎo)體器件都是經(jīng)過貫穿本征半半導(dǎo)體資料（p 型外部資料和 n 型外部資料）形成的。

這兩種資料都是經(jīng)過辨別在 p 型地區(qū)上摻雜受主雜質(zhì)亞原子和在 n 型地區(qū)上摻雜檀越雜質(zhì)亞原子而在本征襯底上產(chǎn)生的。這會(huì)爆發(fā)一個(gè) pn 結(jié)。

pn 結(jié)——兩側(cè)有 p 型和 n 型資料，具備各自的輸入（導(dǎo)熱）端子——是一個(gè)半半導(dǎo)體二極管。

經(jīng)摻雜以產(chǎn)生 pn 結(jié)的本征資料不妨是硅、鍺或砷化鎵。

二極管，動(dòng)作一個(gè)大略的pn結(jié)，代辦了一切半半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)功效。實(shí)用于半半導(dǎo)體二極管的溝通道理實(shí)用于其余攙雜的半半導(dǎo)體器件，不管其安排、攙雜性、操縱或個(gè)性怎樣。

這即是干什么領(lǐng)會(huì)半半導(dǎo)體二極管是新穎電子產(chǎn)物的普通。

處事中的二極管 在半半導(dǎo)體二極管的 p 型資料中，空穴是普遍載流子，電子是少量載流子。在 n 型資料中，它是差異的。在 n 型資料中，電子是普遍電荷載流子，而空穴是少量電荷載流子。

兩種資料中的少量載流子代辦本征襯底的奉獻(xiàn)，而普遍載流子代辦雜質(zhì)亞原子的奉獻(xiàn)。兩種資料中普遍載流子的濃淡是少量載流子的 100,000 倍。

其余，它們都不妨具備各別的摻雜程度，這不會(huì)感化資料或二極管的電中性。

如前所述，二極管是一種兩頭器件。p型資料的導(dǎo)熱端是陽(yáng)極，n型資料的導(dǎo)熱端是陰極其。

因?yàn)槠潆姎鈧€(gè)性，二極管具備幾個(gè)處事地區(qū)。

在其電壓-交流電個(gè)性的有源區(qū)，它承諾慣例交流電從其陽(yáng)極傳導(dǎo)至其負(fù)極。在其電壓-安培個(gè)性的非導(dǎo)熱地區(qū)，它遏止任何慣例交流電從其負(fù)極流向其陽(yáng)極。動(dòng)作電壓遏制的兩頭器件，二極管具備三種大概的電氣前提：

1.二極管沒有附加電壓2.陽(yáng)極的電位高于負(fù)極3.負(fù)極的電位高于陽(yáng)極

電氣前提…

沒有強(qiáng)加偏置： 在二極管兩頭沒有任何外部電壓的情景下，沒有交流電流過它。一旦 p 型和 n 型資料產(chǎn)生結(jié)，來(lái)自 p 型的空穴就在結(jié)鄰近的 n 型資料中分散。這會(huì)在 n 型資料中庸結(jié)范圍產(chǎn)生一層陽(yáng)離子。

一致地，來(lái)自 n 型的電子在結(jié)鄰近的 p 型資料中分散。這會(huì)在 p 型資料中庸結(jié)范圍產(chǎn)生一層負(fù)離子。這在結(jié)處產(chǎn)生了 耗盡區(qū) ，其兩側(cè)沒有任何自在電荷載流子。

因?yàn)槠毡檩d流子濃淡很高——兩種資料中少量載流子的數(shù)目簡(jiǎn)直是 100,000 倍——惟有少量普遍載流子有充滿的能量穿過耗盡區(qū)（因?yàn)闊岷凸猓?/p>

為了穿過二極管，p 型資料中的空穴將試圖克復(fù)結(jié)的 p 型側(cè)的負(fù)離子的吸吸力和結(jié)的 n 型側(cè)的陽(yáng)離子的擯棄力.

要穿過二極管，n 型中的電子還必需克復(fù)結(jié)的 n 型側(cè)的陽(yáng)離子的吸吸力和結(jié)的 p 型側(cè)的負(fù)離子的擯棄力。惟有少量普遍載流子贏得充滿的電能來(lái)超過這個(gè)耗盡區(qū)，這被少量載流子穿過結(jié)的疏通所對(duì)消。

截止，在沒有強(qiáng)加任何電壓的情景下，二極管上沒有交流電。所以，交流電不妨流過二極管的獨(dú)一本領(lǐng)是大普遍電荷載流子在外部磁場(chǎng)的感化下贏得充滿的電能以穿過結(jié)。

正向偏置： 當(dāng)陽(yáng)極的電位高于負(fù)極時(shí)，二極管被覺得是正向偏置的。因?yàn)?p 型資料導(dǎo)熱端的陽(yáng)電位，該資料中的空穴被推向 n 型。同樣，因?yàn)閚型資料導(dǎo)熱端的陰電位，這種資料中的電子被推向p型。

截止，耗盡區(qū)發(fā)端減小。在一定的陽(yáng)電壓差（稱為 切入電壓）下，耗盡區(qū)承諾來(lái)自兩側(cè)的洪量普遍載流子流過二極管。這引導(dǎo)二極管上的交流電呈指數(shù)飛騰。

跟著正向偏置電壓減少到勝過截至電壓，很多普遍載流子贏得充滿的電能（在外部電壓的感化下）以穿過耗盡區(qū)。

交流電將跟著正向強(qiáng)加電壓連接飛騰，直到到達(dá)最大極限，此時(shí)二極管的效率很像半導(dǎo)體。在正向偏置前提下，二極管上的最大交流電遭到兩種資料中自在載流子濃淡的控制。兩種資料的摻雜程度越高，二極管的正向交流電控制就越大。

在二極管的正向電壓被移除后，耗盡區(qū)慢慢回復(fù)，二極管歸來(lái)非導(dǎo)通狀況，就像沒有強(qiáng)加任何電壓的情景一律。

反向偏置： 當(dāng)負(fù)極的電位高于陽(yáng)極時(shí)，二極管被覺得居于反向偏置。p型資料導(dǎo)熱端的陰電位將這種資料的空穴拉向其導(dǎo)熱端。同樣，n 型導(dǎo)熱端的陽(yáng)電位將這種資料的電子拉向其導(dǎo)熱端。

截止，耗盡區(qū)變寬，兩種資料中的普遍載流子沒有時(shí)機(jī)穿過耗盡區(qū)。為了穿過二極管，這個(gè)電壓極性讓少量載流子經(jīng)過兩側(cè)的本征襯底做出奉獻(xiàn)。極小的交流電（因?yàn)樯倭枯d流子），稱為 反向飽和交流電，

流過二極管。這被稱為反向飽和交流電，由于它很快到達(dá)最大控制，勝過該控制，它不會(huì)變換。

反向飽和電流利常以納安或微安表白，大功率二極管之外。本質(zhì)反向交流電大于反向飽和交流電，由于它囊括其余成分，比方泄電流、溫度敏銳性、結(jié)表面積和耗盡區(qū)中的電荷載流子。

在電子通路中，這利害常小的交流電，與導(dǎo)線和搜集中其余交流電激活組件中的交流電比擬，它不妨忽視不計(jì)。

擊穿區(qū)： 在反向偏置前提下，耗盡區(qū)跟著反向電壓的減少而變寬。因?yàn)楦叻聪螂妷?，在某一點(diǎn)，少量載流子贏得充滿的電能，它們經(jīng)過與亞原子碰撞啟用水解進(jìn)程。因?yàn)樗?，兩種資料中城市開釋出幾種載流子，那些載流子不妨穿過二極管。這引導(dǎo)高 雪崩交流電 從負(fù)極流朝陽(yáng)極。

少量載流子的重要擊穿稱為雪崩擊穿。在二極管上觸發(fā)大雪崩交流電之前的最大反向電壓稱為 峰值反向電壓 (PRV)、峰值反向電壓(PIV) 或峰值電壓。

勝過 PIV 等第的特性地區(qū)是 齊納地區(qū)。經(jīng)過減少 p 型和 n 型資料的摻雜程度，不妨使 PIV 額定值更逼近 -5V。因?yàn)閾诫s程度的減少，會(huì)爆發(fā)另一種局面，稱為 齊納擊穿，個(gè)中交流電程度的減少是因?yàn)閺?qiáng)磁場(chǎng)妨害了摻雜資料中的亞原子鍵。

一種特出的重?fù)诫s半半導(dǎo)體二極管在反向偏置前提下具備齊納擊穿是 齊納二極管。穩(wěn)壓二極管用來(lái)電壓安排。

電壓-交流電個(gè)性二極管有兩個(gè)處事區(qū)。在“無(wú)偏置”前提下，流過它的交流電為零。在正向偏置中，二極管加入導(dǎo)通狀況。這表示著它承諾小電流利過陽(yáng)極，直到到達(dá)切入電壓。

勝過切入電壓，交流電按以劣等式呈指數(shù)飛騰：

I = I s *e VD/nVT – I s

在何處…

I是經(jīng)過二極管的交流電I s是反向飽和交流電V D是強(qiáng)加的正向偏置電壓n是理念因子，介于 1 和 2 之間，在于于處事前提和二極管的構(gòu)造V T是熱電壓熱電壓為：

V T = k*T K /q

在何處…

VT是熱電壓k是玻爾茲曼常數(shù) = 1.38*10 -23 J/KTK是開爾文的一致溫度q是電子電荷 = 1.6*10 -19 C在正向偏置中，經(jīng)過二極管的正向交流電隨正向偏置電壓呈指數(shù)延長(zhǎng)。熱電壓的值也跟著溫度的升高而減少。所以，跟著溫度升高，正向交流電減小，而跟著溫度貶低，正向交流電增大。

在反向偏置中，因?yàn)樯倭枯d流子惹起的反向飽和交流電是獨(dú)一流過二極管的交流電，直到到達(dá)拐點(diǎn)電壓。正向交流電在 mA 范疇內(nèi)，飛騰正向偏壓的格外之一伏。反向偏置電壓為幾十伏，反向飽和電流利常為 pA 或 uA。

切入電壓、反向飽和交流電和拐點(diǎn)電壓在于于由本征襯底奉獻(xiàn)的少量載流子。所以，切入電壓、反向飽和交流電和拐點(diǎn)電壓在于于基板資料。

切入電壓：

硅 (Si) 二極管：0.7V鍺（Ge）二極管：0.3V砷化鎵 (GaAs) 二極管：1.2V反向飽和交流電為：

硅 (Si) 二極管：10pA鍺（Ge）二極管：1uA砷化鎵 (GaAs) 二極管：1pA峰值反向電壓：

硅（Si）二極管：50V~1kV鍺（Ge）二極管：100-400V砷化鎵（GaAs）二極管：100V~20KV

直流電旗號(hào)相應(yīng)當(dāng)直流電旗號(hào)加到二極管上時(shí)，它會(huì)在與其個(gè)性弧線關(guān)系的一定點(diǎn)上處事。惟有當(dāng)直流電旗號(hào)以陽(yáng)極性強(qiáng)加時(shí)，交流電才會(huì)流過二極管。

按照處事點(diǎn)，二極管在 mA 范疇內(nèi)傳導(dǎo)恒定的正向交流電，供給恒定的直流電/靜態(tài)電阻。

交談相應(yīng)當(dāng)交談旗號(hào)強(qiáng)加到二極管時(shí)，其在個(gè)性弧線上的處事點(diǎn)在所強(qiáng)加旗號(hào)的正峰值和負(fù)峰值之間連接變革。

經(jīng)過二極管的交流電在停止點(diǎn)或 Q 點(diǎn)左右震動(dòng)。該 Q 點(diǎn)可用來(lái)決定二極管對(duì)旗號(hào)的剎時(shí)交談電阻。剎時(shí)交談電阻由處事旗號(hào) Q 點(diǎn)處的切線得出。平衡交談電阻由電壓變革與交談旗號(hào)正負(fù)峰值上的交流電變革確定。

即使強(qiáng)加的旗號(hào)具備較低的峰值電壓電平，則二極管到旗號(hào)的交談電阻較高。即使強(qiáng)加的旗號(hào)具備更大的峰值電壓電平，則二極管的交談電阻會(huì)更小。

電氣個(gè)性半半導(dǎo)體二極管的少許要害電氣個(gè)性是：

切入電壓最大正向交流電反向飽和交流電反向交流電PIV 等第齊納電壓直流電電阻交談電阻平衡交談電阻過度庫(kù)容分散庫(kù)容二極管的典型半半導(dǎo)體二極管不是獨(dú)一可用的二極管典型。但是，有幾種典型的半半導(dǎo)體二極管，每一種都安排為在一定的特性地區(qū)內(nèi)處事或供給一定的物理或電氣個(gè)性。

少許示例囊括電源、齊納二極管、小旗號(hào)、大旗號(hào)、發(fā)亮二極管等。

比方，有很多具備特出構(gòu)造的二極管，如激光二極管、肖克利二極管和肖特基二極管等。不管構(gòu)造、處事個(gè)性或物理本能怎樣，一切二極管的個(gè)性弧線和電本能都維持一致。

一切二極管都是電壓遏制的兩頭單向電門。

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