最大略的電子擺設是二極管。它常常被稱為半半導體二極管，但從本領上講，二極管具備本人一定的電氣個性。一切電子擺設都是如許。它們由特殊的電氣個性設置，縱然大概有各別的構造、典型和運用。

話雖如許，半半導體二極管是二極管器件中最罕見和最基礎的構造。

領會二極管動作一種電子擺設，二極管是一種兩頭單向電門。相應強加的旗號，它充任一個電壓極性的緊閉電門和反向極性的翻開電門。

兩個要害特性將電子擺設設置為二極管：

1.它是一個雙端器件2.它承諾交流電在一個方進取傳導，而阻礙交流電在差異方進取傳導。

所以，任何二極管都有兩個特殊的地區(qū)，不管其典型怎樣。一個是有源區(qū)，個中強加的電壓極性承諾二極管經過它傳導交流電。另一個是反向偏置地區(qū)，個中強加的極性使二極管與電傳播導差異。

二極管是一種大略的器件，但它的運用卻無量無窮。

半半導體二極管半半導體二極管是最基礎的二極管構造。本質上，二極管器件的觀念是從半半導體二極管演化而來的。一切半半導體器件都是經過貫穿本征半半導體資料（p 型外部資料和 n 型外部資料）形成的。

這兩種資料都是經過辨別在 p 型地區(qū)上摻雜受主雜質亞原子和在 n 型地區(qū)上摻雜檀越雜質亞原子而在本征襯底上產生的。這會爆發(fā)一個 pn 結。

pn 結——兩側有 p 型和 n 型資料，具備各自的輸入（導熱）端子——是一個半半導體二極管。

經摻雜以產生 pn 結的本征資料不妨是硅、鍺或砷化鎵。

二極管，動作一個大略的pn結，代辦了一切半半導體器件的基礎功效。實用于半半導體二極管的溝通道理實用于其余攙雜的半半導體器件，不管其安排、攙雜性、操縱或個性怎樣。

這即是干什么領會半半導體二極管是新穎電子產物的普通。

處事中的二極管 在半半導體二極管的 p 型資料中，空穴是普遍載流子，電子是少量載流子。在 n 型資料中，它是差異的。在 n 型資料中，電子是普遍電荷載流子，而空穴是少量電荷載流子。

兩種資料中的少量載流子代辦本征襯底的奉獻，而普遍載流子代辦雜質亞原子的奉獻。兩種資料中普遍載流子的濃淡是少量載流子的 100,000 倍。

其余，它們都不妨具備各別的摻雜程度，這不會感化資料或二極管的電中性。

如前所述，二極管是一種兩頭器件。p型資料的導熱端是陽極，n型資料的導熱端是陰極其。

因為其電氣個性，二極管具備幾個處事地區(qū)。

在其電壓-交流電個性的有源區(qū)，它承諾慣例交流電從其陽極傳導至其負極。在其電壓-安培個性的非導熱地區(qū)，它遏止任何慣例交流電從其負極流向其陽極。動作電壓遏制的兩頭器件，二極管具備三種大概的電氣前提：

1.二極管沒有附加電壓2.陽極的電位高于負極3.負極的電位高于陽極

電氣前提…

沒有強加偏置： 在二極管兩頭沒有任何外部電壓的情景下，沒有交流電流過它。一旦 p 型和 n 型資料產生結，來自 p 型的空穴就在結鄰近的 n 型資料中分散。這會在 n 型資料中庸結范圍產生一層陽離子。

一致地，來自 n 型的電子在結鄰近的 p 型資料中分散。這會在 p 型資料中庸結范圍產生一層負離子。這在結處產生了 耗盡區(qū) ，其兩側沒有任何自在電荷載流子。

因為普遍載流子濃淡很高——兩種資料中少量載流子的數目簡直是 100,000 倍——惟有少量普遍載流子有充滿的能量穿過耗盡區(qū)（因為熱和光）。

為了穿過二極管，p 型資料中的空穴將試圖克復結的 p 型側的負離子的吸吸力和結的 n 型側的陽離子的擯棄力.

要穿過二極管，n 型中的電子還必需克復結的 n 型側的陽離子的吸吸力和結的 p 型側的負離子的擯棄力。惟有少量普遍載流子贏得充滿的電能來超過這個耗盡區(qū)，這被少量載流子穿過結的疏通所對消。

截止，在沒有強加任何電壓的情景下，二極管上沒有交流電。所以，交流電不妨流過二極管的獨一本領是大普遍電荷載流子在外部磁場的感化下贏得充滿的電能以穿過結。

正向偏置： 當陽極的電位高于負極時，二極管被覺得是正向偏置的。因為 p 型資料導熱端的陽電位，該資料中的空穴被推向 n 型。同樣，因為n型資料導熱端的陰電位，這種資料中的電子被推向p型。

截止，耗盡區(qū)發(fā)端減小。在一定的陽電壓差（稱為 切入電壓）下，耗盡區(qū)承諾來自兩側的洪量普遍載流子流過二極管。這引導二極管上的交流電呈指數飛騰。

跟著正向偏置電壓減少到勝過截至電壓，很多普遍載流子贏得充滿的電能（在外部電壓的感化下）以穿過耗盡區(qū)。

交流電將跟著正向強加電壓連接飛騰，直到到達最大極限，此時二極管的效率很像半導體。在正向偏置前提下，二極管上的最大交流電遭到兩種資料中自在載流子濃淡的控制。兩種資料的摻雜程度越高，二極管的正向交流電控制就越大。

在二極管的正向電壓被移除后，耗盡區(qū)慢慢回復，二極管歸來非導通狀況，就像沒有強加任何電壓的情景一律。

反向偏置： 當負極的電位高于陽極時，二極管被覺得居于反向偏置。p型資料導熱端的陰電位將這種資料的空穴拉向其導熱端。同樣，n 型導熱端的陽電位將這種資料的電子拉向其導熱端。

截止，耗盡區(qū)變寬，兩種資料中的普遍載流子沒有時機穿過耗盡區(qū)。為了穿過二極管，這個電壓極性讓少量載流子經過兩側的本征襯底做出奉獻。極小的交流電（因為少量載流子），稱為 反向飽和交流電，

流過二極管。這被稱為反向飽和交流電，由于它很快到達最大控制，勝過該控制，它不會變換。

反向飽和電流利常以納安或微安表白，大功率二極管之外。本質反向交流電大于反向飽和交流電，由于它囊括其余成分，比方泄電流、溫度敏銳性、結表面積和耗盡區(qū)中的電荷載流子。

在電子通路中，這利害常小的交流電，與導線和搜集中其余交流電激活組件中的交流電比擬，它不妨忽視不計。

擊穿區(qū)： 在反向偏置前提下，耗盡區(qū)跟著反向電壓的減少而變寬。因為高反向電壓，在某一點，少量載流子贏得充滿的電能，它們經過與亞原子碰撞啟用水解進程。因為水解，兩種資料中城市開釋出幾種載流子，那些載流子不妨穿過二極管。這引導高 雪崩交流電 從負極流朝陽極。

少量載流子的重要擊穿稱為雪崩擊穿。在二極管上觸發(fā)大雪崩交流電之前的最大反向電壓稱為 峰值反向電壓 (PRV)、峰值反向電壓(PIV) 或峰值電壓。

勝過 PIV 等第的特性地區(qū)是 齊納地區(qū)。經過減少 p 型和 n 型資料的摻雜程度，不妨使 PIV 額定值更逼近 -5V。因為摻雜程度的減少，會爆發(fā)另一種局面，稱為 齊納擊穿，個中交流電程度的減少是因為強磁場妨害了摻雜資料中的亞原子鍵。

一種特出的重摻雜半半導體二極管在反向偏置前提下具備齊納擊穿是 齊納二極管。穩(wěn)壓二極管用來電壓安排。

電壓-交流電個性二極管有兩個處事區(qū)。在“無偏置”前提下，流過它的交流電為零。在正向偏置中，二極管加入導通狀況。這表示著它承諾小電流利過陽極，直到到達切入電壓。

勝過切入電壓，交流電按以劣等式呈指數飛騰：

I = I s *e VD/nVT – I s

在何處…

I是經過二極管的交流電I s是反向飽和交流電V D是強加的正向偏置電壓n是理念因子，介于 1 和 2 之間，在于于處事前提和二極管的構造V T是熱電壓熱電壓為：

V T = k*T K /q

在何處…

VT是熱電壓k是玻爾茲曼常數 = 1.38*10 -23 J/KTK是開爾文的一致溫度q是電子電荷 = 1.6*10 -19 C在正向偏置中，經過二極管的正向交流電隨正向偏置電壓呈指數延長。熱電壓的值也跟著溫度的升高而減少。所以，跟著溫度升高，正向交流電減小，而跟著溫度貶低，正向交流電增大。

在反向偏置中，因為少量載流子惹起的反向飽和交流電是獨一流過二極管的交流電，直到到達拐點電壓。正向交流電在 mA 范疇內，飛騰正向偏壓的格外之一伏。反向偏置電壓為幾十伏，反向飽和電流利常為 pA 或 uA。

切入電壓、反向飽和交流電和拐點電壓在于于由本征襯底奉獻的少量載流子。所以，切入電壓、反向飽和交流電和拐點電壓在于于基板資料。

切入電壓：

硅 (Si) 二極管：0.7V鍺（Ge）二極管：0.3V砷化鎵 (GaAs) 二極管：1.2V反向飽和交流電為：

硅 (Si) 二極管：10pA鍺（Ge）二極管：1uA砷化鎵 (GaAs) 二極管：1pA峰值反向電壓：

硅（Si）二極管：50V~1kV鍺（Ge）二極管：100-400V砷化鎵（GaAs）二極管：100V~20KV

直流電旗號相應當直流電旗號加到二極管上時，它會在與其個性弧線關系的一定點上處事。惟有當直流電旗號以陽極性強加時，交流電才會流過二極管。

按照處事點，二極管在 mA 范疇內傳導恒定的正向交流電，供給恒定的直流電/靜態(tài)電阻。

交談相應當交談旗號強加到二極管時，其在個性弧線上的處事點在所強加旗號的正峰值和負峰值之間連接變革。

經過二極管的交流電在停止點或 Q 點左右震動。該 Q 點可用來決定二極管對旗號的剎時交談電阻。剎時交談電阻由處事旗號 Q 點處的切線得出。平衡交談電阻由電壓變革與交談旗號正負峰值上的交流電變革確定。

即使強加的旗號具備較低的峰值電壓電平，則二極管到旗號的交談電阻較高。即使強加的旗號具備更大的峰值電壓電平，則二極管的交談電阻會更小。

電氣個性半半導體二極管的少許要害電氣個性是：

切入電壓最大正向交流電反向飽和交流電反向交流電PIV 等第齊納電壓直流電電阻交談電阻平衡交談電阻過度庫容分散庫容二極管的典型半半導體二極管不是獨一可用的二極管典型。但是，有幾種典型的半半導體二極管，每一種都安排為在一定的特性地區(qū)內處事或供給一定的物理或電氣個性。

少許示例囊括電源、齊納二極管、小旗號、大旗號、發(fā)亮二極管等。

比方，有很多具備特出構造的二極管，如激光二極管、肖克利二極管和肖特基二極管等。不管構造、處事個性或物理本能怎樣，一切二極管的個性弧線和電本能都維持一致。

一切二極管都是電壓遏制的兩頭單向電門。

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