方學(xué)云

摘要：二極管是用半導(dǎo)體材料做成的最基本的電子元器件之一，也是組成電子電路最基本的元器件之一?？梢哉f，任何一個電子設(shè)備的電路組成都離不開二極管，就像組成我們?nèi)梭w的細(xì)胞一樣。本文簡要地闡述了二極管的定義、特性、作用和檢測，相信隨著科技的日新月異，二極管的運用將會更廣。

關(guān)鍵詞：二極管 定義 特性 作用 檢測

一、二極管的定義

二極管是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密結(jié)合起來的，在其交界面處形成了一個具有物理特性的特殊薄層（PN結(jié)），然后經(jīng)過一定的制造工藝，從P區(qū)和N區(qū)分別引出兩個電極（正極和負(fù)極），再用塑料、玻璃或金屬封裝外殼，就構(gòu)了半導(dǎo)體二極管，又稱晶體二極管。晶體二極管的核心結(jié)構(gòu)（PN結(jié)）結(jié)構(gòu)如圖1所示：

二、二極管的特性

由于二極管的核心部分是PN結(jié)，所以PN結(jié)單向?qū)щ姷奶匦詻Q定了二極管具有單向?qū)щ娦?。所謂單向?qū)щ娦裕侵讣诱螂妷簩?dǎo)通，加反向電壓截止。正向電壓是指二極管的P端接正（十），N端接負(fù)（一），即二極管P端的電壓大于N端的電壓；反向電壓是指二極管的P端接負(fù)（一），N端接正（十），即P端的電壓小于N端的電壓。下面，我們用實驗來證明二極管具有單向?qū)щ娦浴嶒炿娐穲D如下圖2和圖3所示：

在圖2中，閉合開關(guān)，燈泡不亮，說明此時二極管的內(nèi)阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，電路中沒有電流的形成，故燈泡不亮。在圖3中，閉合開關(guān)，燈泡發(fā)亮，說明此時二極管的內(nèi)阻很小，幾乎忽略不計，處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路中有電流的形成，故燈泡發(fā)亮。分析上述實驗可知：晶體二極管加上一定的正向電壓時導(dǎo)通，加上反向電壓時截止的這一物理特性，稱為二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

三、二極管的作用

1.整流作用

二極管的作用非常多，整流是它最重要的作用。整流是指把交流電變換成直流電的過程。在大多數(shù)情況下，供電電源是交流電，但很多家用電器及通訊設(shè)備則要求供電電源是直流電。因此，把交流電變換成直流電具有非常普遍的現(xiàn)實意義。

二極管具有單向?qū)щ娦?，所以我們可以把它作為整流的元器件，?gòu)成各種整流電路。常用的整流電路有半波整流電路、全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。

2.穩(wěn)壓作用

使用穩(wěn)壓管二極管時，我們可以利用反向電流在擊穿區(qū)內(nèi)的變化及電壓基本恒定的特性來進(jìn)行穩(wěn)壓。由于穩(wěn)壓二極管是經(jīng)過特殊處理的，只要反向電流小于它的最大允許值，僅發(fā)生電擊穿，不發(fā)生熱擊穿，就不會損壞二極管。當(dāng)外加反向電壓減小或撤除后，穩(wěn)壓二極管能恢復(fù)到擊穿前的狀態(tài)，所以它可反復(fù)使用。在穩(wěn)壓時，穩(wěn)壓二極管必須與電阻串聯(lián)配合使用，才能發(fā)揮作用。電路如圖4所示：

3.續(xù)流作用

我們曾學(xué)過通電線圈，即當(dāng)突然斷電時，就會在線圈中產(chǎn)生一個反向電動勢，它可能會引起其他元器件的損壞。為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，我們一般會在線圈旁邊并聯(lián)一個二極管來吸收反向電動勢。這種電路就是二極管的續(xù)流電路，如圖5所示：

四、二極管的分類

1.發(fā)光二極管

發(fā)光二極管簡稱LED，這種在二極管通過正向電流時，會發(fā)出光來，但在使用它時，一定要串聯(lián)一個限流電阻。發(fā)光二極管的符號如圖6所示：

發(fā)光二極管經(jīng)常用作電子設(shè)備的指示燈、數(shù)碼管等顯示元件，也可以用于光通訊。它的優(yōu)點是工作電壓低、耗量少、體積小、壽命長。

2.光敏二極管

光敏二極管是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕陌雽?dǎo)體器件。無光照時，光敏二極管無電流輸出，其反向電阻很大；當(dāng)受到光照時，反向電阻變小，便可產(chǎn)生光電流。光電流與外電路關(guān)系不大，它的反向電流與光照度成正比。光敏二極管的符號如圖7所示：

光敏二極管主要用于可見光、紅外光接收及光電轉(zhuǎn)換的自動控制儀器，它能自動計數(shù)和自動報警等。

五、二極管的檢測

二極管的檢測方法是：若兩次測得的電阻阻值均小，則二極管內(nèi)部短路；若兩次測得電阻的阻值均大或為∞，則二極管內(nèi)部開路；若兩次測得阻值差別較大，說明二極管是好的。

（作者單位：江西省萬年縣職業(yè)教育中心）