电子电路知识从零开始：二极管

二极管，这个微小却至关重要的电子元件，又名晶体二极管或简称二极管(diode)，它最初的形式包括早期的真空电子二极管。其核心特性在于具有单向导电性，允许电流仅从一个方向通过。在半导体二极管内部结构中，存在一个PN结和两个引线端子，当外加电压作用时，该PN结能根据电压方向控制电流的传导。

基本介绍与工作原理

二极管是一种双极型装置，它的主要功能是整流——只允许电流单向流动。而变容二极管则如同一个可调的电子电容器，在许多电子电路设计中扮演重要角色。二极管的单向导电性就像一个电子世界的单向阀门，但其实际工作状态并非简单的开与关，而是表现出复杂的非线性特性，这取决于具体的二极管类型和技术参数。

主要特性

1. 正向性：当施加正向电压超过一定阈值（硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V），二极管进入完全导通状态，此时的电压称为正向电压。正向电流会随着电压的增大迅速上升。

2. 反向性：在较小反向电压下，二极管处于截止状态，只有很小的反向饱和电流（又称漏电流）。然而，当反向电压超过特定值（反向击穿电压UBR）时，二极管会发生电击穿现象，失去单向导电性。

内部结构与特性曲线

二极管的核心为PN结，其两端形成的空间电荷层产生自建电场。正向偏置时，二极管开启并维持稳定的正向电压；反向偏置则处于截止状态，除非电压过高导致击穿。不同类型的二极管如齐纳击穿和雪崩击穿有着不同的工作原理和应用领域。

种类与分类

二极管按制造材料可分为锗二极管和硅二极管；按用途分有检波、整流、稳压、开关等多种类型；按结构特点则分为点接触型、面接触型、平面型等。每种二极管都有其独特的特性和应用场景，例如硅功率开关二极管适用于高压大电流环境，发光二极管用于照明和显示等。

检测与应用

对如此关键的元件，我们通常利用万用表测量其正向电阻和反向电阻来判断好坏。二极管几乎出现在所有电子电路中，从基础的整流、检波到复杂的开关、调制和频率转换，都离不开它们的身影。因此，牢固掌握二极管的工作原理及其在各种电路中的应用，是学习电子技术的重要基石。

工作原理深化理解

无论是硅二极管还是锗二极管，其工作的根本都是基于PN结形成的电场效应。当外加电压改变时，PN结中的载流子扩散和漂移运动发生相应变化，从而实现二极管的导通或截止。对于特殊的肖特基二极管，其超快的开关速度使其成为高频开关的理想选择。

总的来说，二极管以其单向导电性为核心，凭借多样化的类型和广泛的应用范围，成为电子工程领域不可或缺的基本元件。 DIAC币