
又称“晶体二极管”。具有单向导电性的二端器件。按材料分有锗、硅或*********;按结构分有点接触、pn结、pin、肖特基势垒、异质结;按原理分有隧道、变容、雪崩和阶跃恢复等。主要用于检波、混频、参量放大、开关、稳压、整流等。光通信发展后,出现发光、光电、雪崩光电、pin光电、半导体激光等二极管。
半导体二极管(semiconductor diode)是一种具有单向导电特性的基础电子器件,其核心结构由P型半导体和N型半导体结合形成的PN结构成。根据《现代汉语词典》及电子工程领域的定义,其详细释义如下:
半导体二极管又称晶体二极管,属于非线性两端器件。当阳极(P区)接高电位、阴极(N区)接低电位(正向偏置)时导通电流;反向连接时阻断电流(反向截止),这一特性称为整流效应。其符号表示为:
$$ text{—▶|—} $$
(箭头方向表示正向电流流向)
来源:《现代汉语词典》(第7版)电子器件条目;《电子学名词》(科学出版社)。
正向导通电压阈值:硅管约0.6–0.7V,锗管约0.2–0.3V;反向击穿电压可达数十至数千伏。
电流随电压呈指数关系变化,公式近似为:
$$ I = I_S(e^{frac{V}{nV_T}} - 1) $$
其中$I_S$为反向饱和电流,$V_T$为热电压(26mV@室温)。
导通/截止状态转换时间可达纳秒级,适用于高频电路。来源:《半导体器件物理》(施敏著)。
权威参考文献:
半导体二极管是一种基础且应用广泛的半导体器件,其核心特性是单向导电性。以下从结构、原理、特性、分类和应用五个方面详细解释:
二极管由P型半导体和N型半导体结合形成PN结构成。P型半导体富含空穴(正电荷载流子),N型半导体富含自由电子(负电荷载流子)。两者接触后,界面处形成耗尽层,阻止载流子自由移动。
正向偏置(P接正极,N接负极)
外加电压削弱耗尽层,电子从N区向P区移动,空穴从P区向N区移动,形成电流。此时二极管导通,呈现低电阻。
反向偏置(P接负极,N接正极)
外加电压加宽耗尽层,阻碍载流子流动,仅有微小反向饱和电流。若反向电压超过击穿电压,会发生雪崩击穿或齐纳击穿,电流骤增。
半导体二极管因其高效、可靠和低成本的特点,成为电子电路中不可或缺的元件。实际应用中需根据具体需求选择类型和参数。
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