
又稱“晶體二極管”。具有單向導電性的二端器件。按材料分有鍺、矽或*********;按結構分有點接觸、pn結、pin、肖特基勢壘、異質結;按原理分有隧道、變容、雪崩和階躍恢複等。主要用于檢波、混頻、參量放大、開關、穩壓、整流等。光通信發展後,出現發光、光電、雪崩光電、pin光電、半導體激光等二極管。
半導體二極管(semiconductor diode)是一種具有單向導電特性的基礎電子器件,其核心結構由P型半導體和N型半導體結合形成的PN結構成。根據《現代漢語詞典》及電子工程領域的定義,其詳細釋義如下:
半導體二極管又稱晶體二極管,屬于非線性兩端器件。當陽極(P區)接高電位、陰極(N區)接低電位(正向偏置)時導通電流;反向連接時阻斷電流(反向截止),這一特性稱為整流效應。其符號表示為:
$$ text{—▶|—} $$
(箭頭方向表示正向電流流向)
來源:《現代漢語詞典》(第7版)電子器件條目;《電子學名詞》(科學出版社)。
正向導通電壓阈值:矽管約0.6–0.7V,鍺管約0.2–0.3V;反向擊穿電壓可達數十至數千伏。
電流隨電壓呈指數關系變化,公式近似為:
$$ I = I_S(e^{frac{V}{nV_T}} - 1) $$
其中$I_S$為反向飽和電流,$V_T$為熱電壓(26mV@室溫)。
導通/截止狀态轉換時間可達納秒級,適用于高頻電路。來源:《半導體器件物理》(施敏著)。
權威參考文獻:
半導體二極管是一種基礎且應用廣泛的半導體器件,其核心特性是單向導電性。以下從結構、原理、特性、分類和應用五個方面詳細解釋:
二極管由P型半導體和N型半導體結合形成PN結構成。P型半導體富含空穴(正電荷載流子),N型半導體富含自由電子(負電荷載流子)。兩者接觸後,界面處形成耗盡層,阻止載流子自由移動。
正向偏置(P接正極,N接負極)
外加電壓削弱耗盡層,電子從N區向P區移動,空穴從P區向N區移動,形成電流。此時二極管導通,呈現低電阻。
反向偏置(P接負極,N接正極)
外加電壓加寬耗盡層,阻礙載流子流動,僅有微小反向飽和電流。若反向電壓超過擊穿電壓,會發生雪崩擊穿或齊納擊穿,電流驟增。
半導體二極管因其高效、可靠和低成本的特點,成為電子電路中不可或缺的元件。實際應用中需根據具體需求選擇類型和參數。
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