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二極體

二極體(英語:Diode),是一種具有不對稱電導的雙電極電子元件[註 1]。理想的二極體在順向導通時兩個電極(陽極和陰極)間擁有零電阻,而逆向時則有無窮大電阻,即電流只允許由單一方向流過二極體。

1874年,德國物理學家卡爾·布勞恩在卡爾斯魯厄理工學院發現了晶體的整流能力。因此1906年開發出的第一代二極體——「貓鬚二極體」是由方鉛礦等礦物晶體製成的。早期的二極體還包含了真空管,真空管二極體具有兩個電極 ,一個陽極和一個熱式陰極。在半導體性能被發現後,二極體成為了世界上第一種半導體器件。現如今的二極體大多是使用矽來生產,鍺等其它半導體材料有時也會用到。目前最常見的結構是,一個半導體性能的結晶片通過PN接面連接到兩個電終端。

功能

半導體二極體的電流-電壓特性曲線。電壓在正的區域稱為順向偏壓。
二極體具有陽極和陰極兩個端子,電流只能往單一方向流動。也就是說,電流可以從陽極流向陰極,而不能從陰極流向陽極。對二極體所具備的這種單向特性的應用,通常稱之為「整流」功能。在真空管內,藉由電極之間加上的電壓能夠讓熱電子從陰極到達陽極,因而有整流的作用。將交流電轉變為脈動直流電,包括無線電接收器對無線電訊號的調制,都是通過整流來完成的。

因為其順向流通逆向阻斷的特點,二極體可以想成電子版的逆止閥。然而實際上,二極體並不會表現出如此完美的開關性,而是呈現出較為複雜的非線性電子特徵——這是由特定類型的二極體技術決定的。一般來說,只有在順向超過障壁電壓時,二極體才會工作(此狀態被稱為順向偏壓)[5]。一個順向偏壓的二極體兩端的電壓降變化只與電流有一點關係,並且是溫度的函數。因此這一特性可用於溫度傳感器或參考電壓。

半導體二極體的非線性電流-電壓特性,可以根據選擇不同的半導體材料和摻雜不同的雜質從而形成雜質半導體來改變。特性改變後的二極體在使用上除了用做開關的方式之外,還有很多其他的功能,如:用來調節電壓(稽納二極體),限制高電壓從而保護電路(雪崩二極體),無線電調諧(變容二極體),產生射頻振盪(隧道二極體、耿氏二極體、IMPATT二極體)以及產生光(發光二極體)。

半導體二極體中,有利用P型和N型兩種半導體接合面的PN接面效應,也有利用金屬與半導體接合產生的蕭特基效應達到整流作用的類型。若是PN接面型的二極體,在P型側就是陽極,N型側則是陰極。

資料來源:維基百科
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點閱數:  更新時間:2019-03-26 10:33:13 【列印此頁】 【關閉
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