二極管，作為電子學中的基礎元件，承載著電流單向?qū)ǖ闹匾δ?。它的?nèi)部結構由P型半導體和N型半導體緊密結合而成，形成了一個PN結。這個PN結是二極管工作的重要部分，它決定了電流只能從一個方向流過。二極管，這個在電子世界中不可或缺的元件，就像一位沉默的守護者，默默地在電路中發(fā)揮著關鍵作用。它的結構簡單，卻擁有非凡的功能，能夠控制電流的流向，實現(xiàn)電路的開關操作。當二極管正向偏置時，它就像一個打開的閘門，允許電流順利通過；而當反向偏置時，它則緊閉門戶，阻止電流的流動。這種特性使得二極管在整流、檢波、放大等多種電路中都有廣泛的應用。二極管通過控制電流的通斷，實現(xiàn)了電子設備中的信號處理和邏輯運算。PUMB1,135 帶阻三極管

    當二極管正向偏置時，即P區(qū)接正極，N區(qū)接負極，外部電場與PN結內(nèi)建電場方向相反。此時，PN結變窄，多數(shù)載流子擴散運動增強，形成較大的擴散電流，即正向電流。二極管導通，電阻很小，相當于一根導線。反之，當二極管反向偏置時，PN結變寬，多數(shù)載流子擴散運動被抑制，反向電流很小，二極管截止。這種特性使得二極管在電路中可以作為整流、檢波、穩(wěn)壓等應用的關鍵元件。在現(xiàn)代電子電路中，二極管的應用非常普遍。例如，在電源電路中，二極管可以將交流電轉換為直流電；在信號處理電路中，二極管可以檢波或調(diào)制信號；在保護電路中，二極管可以防止電流反向流動，保護其他電子元件不受損壞。PBSS5350X 貼片三極管當二極管反向偏置時，即正極接低電位，負極接高電位，二極管截止，電流很小。

    二極管特性參數(shù)：反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止狀態(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。[4]一般硅管的反向電流比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級，小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時，半導體受熱激發(fā)，少數(shù)載流子數(shù)目增加，反向飽和電流也隨之增加。[4]擊穿特性外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?*破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復，否則二極管就損壞了。因而使用時應避免二極管外加的反向電壓過高。[5]反向擊穿按機理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下，因勢壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時，破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價鍵結構，使價電子脫離共價鍵束縛，產(chǎn)生電子-空穴對，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。[5]另一種擊穿為雪崩擊穿。

    要理解二極管的工作原理，必須從二極管的結構說起。晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等于零時，由于p-n結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。二極管性能穩(wěn)定，是電子電路長期穩(wěn)定運行的重要保障。

    開關二極管工作特性：開關二極管從截止（高阻狀態(tài)）到導通（低阻狀態(tài)）的時間叫開通時間；從導通到截止的時間叫反向恢復時間；兩個時間之和稱為開關時間。一般反向恢復時間大于開通時間，故在開關二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復時間。開關二極管的開關速度是相當快的，像硅開關二極管的反向恢復時間只有幾納秒，即使是鍺開關二極管，也不過幾百納秒。開關二極管具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點，廣泛應用于電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。二極管就是由一個PN結加上相應的電極引線及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結。由P區(qū)引出的電極稱為陽極，N區(qū)引出的電極稱為陰極。因為PN結的單向?qū)щ娦?，二極管導通時電流方向是由陽極通過管子內(nèi)部流向陰極。 二極管在整流電路中扮演關鍵角色，將交流電變?yōu)橹绷麟?。PMSTA42,115 SOT-323

檢波二極管可從高頻信號中檢出有用信號，功能強大。PUMB1,135 帶阻三極管

    二極管的伏安特性：二極管的伏安特性描述了其電壓與電流之間的關系。正向偏置時，二極管導通，電流隨電壓的增加而迅速上升；反向偏置時，二極管截止，只有很小的反向飽和電流。了解二極管的伏安特性對于正確使用和設計電路至關重要。二極管的溫度特性：二極管的工作性能受溫度影響較大。隨著溫度的升高，二極管的正向壓降會減小，反向飽和電流會增加。因此，在高溫環(huán)境下使用二極管時，需要考慮其溫度特性，選擇合適的型號和散熱措施。PUMB1,135 帶阻三極管