二极管的工作原理

一个PN结二极管(整流二极管)是把N型硅和P型硅夹在一起构成的。事实上，制造者先生成N型硅晶体，然后把它突然变成P型晶体，用玻璃或塑料将结合的晶体封装，N型一侧称为阴极，P型一侧成为阳极。

 

 

二极管

用这些结合在一起的硅片制造单向门的原理是当外电压加到器件上时，使N型硅和P型硅中的电荷载流子相互作用，电流只能单方向流动。N型硅和P型硅都是导电，前者利用电子导电，后者利用空穴导电。现在注意，使二极管正常工作的非常重要的特性(类似一个单向门)是两种类型的载流子相互作用的方式，以及它们在两端外加电压所产生的电场下怎样相互作用。

下面解释将描述载流子如何相互作用，如何受电场作用从而形成电控的单向门

当一个二极管连接到一个电池，N型侧的电子和P型侧的空穴都被由电池提供的电场推向中间(PN结)。电子和空穴结合，电流流过二极管。当一个二极管这样连接，我们说它被正向偏置。

 

 

正向偏置

当一个二极管连接到一个电池，P型侧的空穴被向左推，N型侧的电子被向右推。这导致在PN结附近出现了一个没有载流子的空区域，称为耗尽层。这个耗尽层具有绝缘特性，它阻碍电流通过二极管。当一个二极管这样连接，我们说它被反向偏置。

 

 

反向偏置

二极管的单向导电性并不总是满足的，也就是说，当它被加上正向偏置时，它需要一个最小的电压才能导通。对于典型的硅二极管来说，至少需要0.6V的电压，否则，二极管将不导通。

 

 

硅/锗二极管电流-电压关系

除了正向偏执电压不同外，硅二极管和锗二极管的另一个基本的不同处是它们的散热能力。硅二极管的散热能力比锗二极管的散热能力要强。当锗二极管发热温度超过85℃，热振动将影响晶体的物理结构，二极管变得不可靠。当温度大于85℃时，锗二极管将失效。