二极管入门知识二极管结构和工作原理

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二极管的基本知识点总结

一、基本概念

1. 什么是二极管

二极管是一种由半导体材料制成的电子器件，它由P型半导体和N型半导体组成。二极

管具有正向导通和反向截止的特性，可以用来控制电流的流动。

2. 二极管的符号

二极管的符号是一个三角形和一个带箭头的直线组成的图形，三角形代表P型半导体，箭

头代表电流方向，直线代表N型半导体。

3. 二极管的工作原理

二极管的工作原理主要基于PN结的特性。当二极管处于正向偏置状态时，电子从N区域

向P区域流动，空穴从P区域向N区域流动，形成电流，使二极管导通；当二极管处于

反向偏置状态时，电子和空穴被PN结内的电场阻挡，导致电流无法通过，使二极管截止。

二、结构和特性

1. 二极管的结构

二极管的结构一般由P型半导体和N型半导体组成，通过扩散、合金和外加金属等工艺

加工而成。二极管的外部通常包裹着玻璃或者塑料等绝缘材料。

2. 二极管的特性

二极管具有正向导通和反向截止的特性。在正向导通状态下，二极管具有低电阻，可以导

通电流；在反向截止状态下，二极管具有高电阻，不能导通电流。

3. 二极管的电压-电流特性曲线

二极管的电压-电流特性曲线是指在正向偏置和反向偏置时，二极管的电压和电流之间的

关系曲线。在正向偏置状态下，二极管的电压随着电流增大而增大；在反向偏置状态下，

二极管的电压非常小，电流也非常小。

三、分类和参数

1. 二极管的分类

根据不同的工作原理和性能要求，二极管可以分为普通二极管、肖特基二极管、肖特基二

极管和肖特基二极管等多种类型。

2. 二极管的参数

二极管的主要参数包括最大反向工作电压、最大正向工作电流、漏电流、正向压降、反向

二极管的工作原理

一、引言

二极管是一种常见的电子元件，广泛应用于电子电路中。它具有非常重要的作用，可以将电流限制在一个方向上流动，实现电路的整流、开关等功能。本文将详细介绍二极管的工作原理及其相关概念。

二、二极管的基本结构

二极管由两个半导体材料（通常是P型和N型）组成，形成一个PN结。P型半导体中的杂质含有三价原子，N型半导体中的杂质含有五价原子。PN结的形成是通过将P型半导体和N型半导体材料通过热扩散或外加电场结合在一起。

三、二极管的工作原理

1. 正向偏置

当外加电压的正极连接到P型半导体，负极连接到N型半导体时，这被称为正向偏置。在这种情况下，P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子会向PN结扩散。当空穴和自由电子相遇时，它们会发生复合，形成一个正离子和一个负离子。这些离子会在PN结中形成一个耗尽区域，其中没有可移动的电荷。

2. 反向偏置

当外加电压的正极连接到N型半导体，负极连接到P型半导体时，这被称为反向偏置。在这种情况下，由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的自由电子相互吸引，它们被迫远离PN结。这样就形成了一个宽耗尽区域，其中没有可移动的电荷。

四、二极管的特性

1. 电流-电压关系

在正向偏置下，当外加电压小于二极管的正向压降（通常是0.6-0.7V），二极管几乎不导电。当外加电压大于正向压降时，二极管开始导通，电流随电压的增加而迅速增加。

在反向偏置下，二极管只有在反向击穿电压（通常是几十伏到几百伏）时才会导通。当外加电压小于反向击穿电压时，二极管处于截止状态，几乎不导电。

2. 截止和导通状态

二极管的工作原理图解

二极管是一种电子器件，具有两个电极，即（正）P端和（负）N端。

工作原理如下：

1. 构造方式：二极管由两种不同类型的半导体材料（N型和P 型）组成。在P型半导体材料中，正向掺杂一些杂质，使之

成为P端；在N型半导体材料中，负向掺杂一些杂质，使之

成为N端。

2. 能带结构：在二极管中，P端的材料上边缘能带（价带）处

于低能量状态，而N端的材料上边缘能带处于高能量状态。P

端与N端之间的交界处称为P-N结，形成了一个禁带。

3. 正向偏置：当给二极管的P端施加正电压，N端施加负电压时，电流只能从P端流入N端，这称为正向偏置。在正向偏

置下，禁带变窄并允许电流流动。

4. 反向偏置：当给二极管的P端施加负电压，N端施加正电压时，电流几乎不会流过二极管，这称为反向偏置。在反向偏置下，禁带变宽，电流流动极小。

5. 效应：正向偏置下，当电压施加到足够高时，电流呈指数形态增长。当电压施加到饱和点后，电流将近似恒定。反向偏置下，电压增大，电流基本不变直到达到临界击穿电压。

总之，二极管的主要作用是允许电流单向流动，这依赖于P-N 结内部电势能差异所产生的独特能带结构。这使得二极管成为许多电子电路中重要的基础组件。

二极管的工作原理

二极管是一种非常重要的电子器件，广泛应用于电子电路中。它具有许多独特的特性和功能，能够实现电流的单向导通，起到关键的整流作用。本文将详细介绍二极管的工作原理。

一、二极管的结构

二极管由两个半导体材料组成，一边是P型半导体，另一边是N型半导体，它们通过P-N结相连。N型半导体的电子浓度较高，呈负电荷；P型半导体的空穴浓度较高，呈正电荷。当二极管正向偏置时，P 端为正极，N端为负极；反向偏置时，P端为负极，N端为正极。

二、二极管的特性

1. 正向导通特性

当二极管处于正向偏置状态时，即正向电压加在P端，负向电压加在N端。正向电压会使得P端空穴浓度增加，N端电子浓度增加，形成电子与空穴的复合，产生连续电流。此时二极管呈现低电阻状态，电流可顺利通过。

2. 反向截止特性

当二极管处于反向偏置状态时，即负向电压加在P端，正向电压加在N端。由于P-N结的存在，使得P端电子被P型半导体吸引，N端空穴被N型半导体吸引，形成电场屏蔽层。电场屏蔽层阻断了电流的流动，使得二极管处于高电阻状态，电流无法通过。

三、1. 正向偏置状态

当二极管处于正向偏置状态时，电流可以流过二极管，形成导通。

这是因为正向电压加在二极管上时，会使得P端空穴浓度增加，N端

电子浓度增加，加强了P-N结的电荷复合，形成连续电流。

2. 反向偏置状态

反向偏置状态下，电流无法流过二极管，处于截止状态。这是因为

反向电压加在二极管上时，电场屏蔽层会阻挡电流的流动，使得二极

管呈现高电阻状态。

二极管的主要工作原理就是通过P-N结的正向偏置和反向偏置状态

二极管电路工作原理

二极管是一种半导体器件，也是电子电路中最简单、最基础的元件之一。它具有单向导电性，可以将电流只沿一个方向导通。二极管广泛应用于电子设备中，如电源、收音机、电视等，起到整流、检波、稳压等重要作用。本文将从二极管的结构、工作原理和应用等方面进行阐述。

一、二极管的结构

二极管由P型半导体和N型半导体组成。其中，P型半导体又称为阳极（Anode），N型半导体又称为阴极（Cathode）。两者通过PN结相接，并形成一个耗尽区（Depletion Region）。在二极管的阳极和阴极两侧分别连接金属引线，用以连接其他电路。

二、二极管的工作原理

二极管的工作基于PN结的特性。当二极管的阳极连接正向电压（即阳极电压高于阴极电压），这时P型半导体的空穴和N型半导体的电子会在耗尽区重新结合，导致电流通过。这种状态下，二极管处于导通状态，称为正向偏置。而当二极管的阳极连接反向电压（即阳极电压低于阴极电压），耗尽区将会变宽，电流无法通过。这种状态下，二极管处于截止状态，称为反向偏置。

三、二极管的特性曲线

为了更好地了解二极管的工作原理，我们可以通过绘制二极管的特

性曲线来观察其电流与电压之间的关系。特性曲线通常分为正向特性曲线和反向特性曲线两部分。正向特性曲线表示正向偏置时二极管的电流与电压之间的关系，而反向特性曲线表示反向偏置时二极管的电流与电压之间的关系。从特性曲线中，我们可以得出二极管的导通电压（正向压降）和反向击穿电压等重要参数。

四、二极管的应用

1.整流器：利用二极管的单向导电性质，将交流电转换为直流电。具体而言，使用二极管进行整流时，将交流电输入二极管，通过正向偏置的状态使得电流只流向一个方向，从而达到将交流电转换为直流电的目的。

二极管的工作原理

一、引言

二极管是一种常见的电子元件，广泛应用于电子电路中。了解二极管的工作原理对于理解电子电路的基本原理和功能至关重要。本文将详细介绍二极管的工作原理及其相关知识。

二、二极管的结构

二极管由P型半导体和N型半导体组成，其中P型半导体富含正电荷的空穴，N型半导体富含负电荷的电子。两种半导体材料交界处形成一个PN结。PN结的两侧分别连接金属引线，形成二极管的结构。

三、二极管的工作原理

1. 正向偏置

当外加电压的正极连接到P型半导体，负极连接到N型半导体时，形成正向偏置。此时，P型半导体中的正电荷空穴会向PN结的负极移动，N型半导体中的负电荷电子会向PN结的正极移动。这种移动导致PN结两侧形成电场，阻碍进一步的电荷移动。当外加电压大于二极管的正向压降时，电荷将能够克服电场的阻碍，电流开始流动。此时，二极管处于导通状态。

2. 反向偏置

当外加电压的正极连接到N型半导体，负极连接到P型半导体时，形成反向偏置。此时，P型半导体中的正电荷空穴会被电场吸引到PN结的负极，N型半导体中的负电荷电子会被电场吸引到PN结的正极。这种电场的作用导致PN结两侧形成一个耗尽区，阻碍电荷的移动。在反向偏置下，二极管几乎不导电，处于截止状态。

四、二极管的特性

1. 正向压降

正向压降是指在正向偏置下，二极管两端的电压差。不同类型的二极管具有不同的正向压降值，通常在0.6V至0.7V之间。

2. 反向击穿电压

反向击穿电压是指在反向偏置下，当外加电压达到一定值时，二极管会发生击穿现象，电流迅速增大。不同类型的二极管具有不同的反向击穿电压。

二极管的结构与工作原理

一、引言

二极管是电子学中最基本的元件之一，广泛应用于电源、信号处理、通信等领域。本文将详细介绍二极管的结构与工作原理。

二、二极管的结构

1. 二极管的组成

二极管由P型半导体和N型半导体组成，其中P型半导体和N型半导体分别被称为“P区”和“N区”，两者之间形成PN结。

2. PN结的形成

PN结是指在P型半导体和N型半导体相接触时，由于材料内部掺杂不同而形成的界面。在PN结附近，由于P区和N区内部掺杂不同，使得P区中存在大量空穴（正电荷载流子），而N区中存在大量自由电子（负电荷载流子）。当两者相遇时，空穴和自由电子会发生复合反应，并释放出能量。这种反应会产生一个电势垒，阻止空穴和自由电子继续向对方扩散。

3. 二极管的封装

为了保护PN结并便于使用，二极管通常被封装在金属外壳内。外壳可以起到保护作用，同时也可以使二极管与其他元件连接。

三、二极管的工作原理

1. 正向偏置

当二极管的正端连接到正电压源，负端连接到负电压源时，PN结会被加上一个外部电势，使得PN结的空穴和自由电子被推向相反的方向。这种情况下，空穴和自由电子会克服电势垒而扩散到对方区域，形成

电流。此时二极管处于正向偏置状态。

2. 反向偏置

当二极管的正端连接到负电压源，负端连接到正电压源时，PN结会被加上一个外部电势，使得PN结中的空穴和自由电子被更加分离。此

时只有一小部分载流子能够通过PN结，并且这种情况下只有很小的

漏电流存在。此时二极管处于反向偏置状态。

3. 反向击穿

当反向偏置达到一定程度时（称为“反向击穿电压”），PN结中的空穴和自由电子被强烈地推向对方区域，并且载流子数量大幅增加。这

二极管工作原理

二极管是一种常见的电子器件，被广泛应用于电子电路中。它的工作原理基于半导体材料的特性，可以实现电流的单向传输。

一、PN结构

二极管的核心是PN结，它由P型半导体和N型半导体两种材料组成。P型半导体中有多个空穴（正电荷）而少量的自由电子（负电荷），而N型半导体中则相反，有多个自由电子而少量的空穴。当P型材料与N型材料接触时，形成了PN结。

二、正向偏置

当外加正向电压时，即将P端接入正电压，N端接地，形成“P 良率N”的电压偏置。在这种情况下，P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子会向PN结内部移动。空穴从P端进入，自由电子从N端进入。这两种载流子互相结合并消失，形成正电荷与负电荷当所在接近PN结的区域。这种正电荷和负电荷之间的结合被称为电势垒。在电势垒区域内，没有任何载流子可以通过。

因此，当正向电压引入时，二极管处于导通状态。电流可以自由地通过二极管。

三、反向偏置

当外加反向电压时，即将P端接地，N端接入负电压，形成“N良率P”的电压偏置。在这种情况下，P型半导体的空穴和N 型半导体的自由电子会被电场驱使，远离PN结。这导致电势垒区域扩大，阻碍了载流子的移动。

因此，当反向电压引入时，二极管处于截止状态。电流无法通过二极管。

四、二极管的应用

由于具有上述特点，二极管在电子电路中有多种应用。

1.整流器：二极管可以将交流电转换为直流电。由于只有在正向电压的情况下电流才能通过，因此反向电压实际上被截断。

2.电压稳压器：当电压超过二极管的特定值时，二极管可以自动限制电压，防止电路中的其他元件受到损害。

二极管的工作原理

一、引言

二极管是一种常见的电子元件，广泛应用于电子电路中。了解二极管的工作原

理对于理解电子电路的基本原理至关重要。本文将详细介绍二极管的工作原理，包括二极管的结构、材料、工作模式和特性等方面。

二、二极管的结构和材料

1. 结构：二极管由两个不同材料的半导体材料构成，通常是P型半导体和N型半导体。这两个材料被称为P-N结。二极管的结构包括P区和N区，其中P区富

含正电荷，N区富含负电荷。

2. 材料：P型半导体是通过在纯硅或锗中掺入三价元素（如硼）来制备的，N

型半导体是通过在纯硅或锗中掺入五价元素（如磷）来制备的。

三、二极管的工作模式

1. 正向偏置：当二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压时，二极管处

于正向偏置状态。在这种情况下，电流可以从P区流向N区，这被称为正向电流。正向电流下，二极管的导电性非常好，电流可以通过二极管流动。

2. 反向偏置：当二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压时，二极管处

于反向偏置状态。在这种情况下，电流无法从P区流向N区，二极管几乎不导电，称为反向电流。

四、二极管的特性

1. 电流-电压关系：二极管的电流-电压关系可以通过伏安特性曲线来表示。在

正向偏置状态下，当电压增加时，电流也会增加，但增加速度逐渐减慢。在反向偏置状态下，只有当电压达到一定值（称为击穿电压）时，反向电流才会显著增加。

2. 正向压降：在正向偏置状态下，二极管会产生一个正向压降，通常为0.6-0.7伏。这意味着在正向偏置状态下，电压必须超过这个值才能使二极管导通。

3. 反向击穿：当反向电压超过击穿电压时，二极管会发生反向击穿现象，导致电流急剧增加。这是二极管的一种保护机制，以防止电压过高损坏其他电子元件。

二极管的工作原理

一、引言

二极管是一种常用的电子器件，广泛应用于电子电路中。了解二极管的工作原

理对于理解电子电路的基本原理和设计具有重要意义。本文将详细介绍二极管的工作原理。

二、二极管的基本结构

二极管由P型半导体和N型半导体材料构成。P型半导体中的杂质原子掺入了

三价元素，形成了空穴（正电荷载体）；N型半导体中的杂质原子掺入了五价元素，形成了自由电子（负电荷载体）。P型半导体和N型半导体通过P-N结相连接，形成了二极管的结构。

三、二极管的工作原理

1. 正向偏置

当二极管的P端连接正电压，N端连接负电压时，即形成了正向偏置。此时，

P端的空穴和N端的自由电子向P-N结扩散，形成了电子和空穴的复合。在P-N

结的边界处形成了耗尽区，其中没有可用的载流子。

2. 反向偏置

当二极管的P端连接负电压，N端连接正电压时，即形成了反向偏置。此时，

P端的空穴和N端的自由电子被电场力推向P-N结，形成了电子和空穴的聚集区。在P-N结的边界处形成了耗尽区，其中没有可用的载流子。

四、二极管的特性曲线

二极管的特性曲线是描述二极管电流与电压之间关系的曲线。根据二极管的工

作原理，可以得到以下两种特性曲线：

1. 正向特性曲线

当二极管的正向电压逐渐增加时，二极管的正向电流也随之增加。当正向电压

超过二极管的导通电压（正向压降），二极管开始导通，正向电流急剧增加。此时，二极管的电阻非常小，几乎相当于短路。

2. 反向特性曲线

当二极管的反向电压逐渐增加时，二极管的反向电流基本上保持在很小的范围内。这是因为在反向偏置下，二极管的耗尽区宽度增加，形成了一个很高的电阻。

二极管的基本工作原理

二极管，又称二极管管子或二极管晶体管，是一种最基本的电子元件之一。它的工作原理非常简单，但却在电子技术领域中起着至关重要的作用。本文将详细介绍二极管的基本工作原理，以及它在电路中的应用。

一、二极管的结构

二极管由两种不同材料的半导体材料构成，通常是硅(Si)或砷化镓(GaAs)。其中一个材料为P型半导体，另一个材料为N型半导体。P型半导体中的电子主要是空穴，N型半导体中的电子是多余的。当这两种材料相接触时，形成了一个PN结。

二、二极管的工作原理

当二极管处于正向偏置时，即P区的电势高于N区的电势时，电子从N区流向P区。此时，电子与空穴结合，形成电流通过。这种状态下，二极管呈现出低电阻的特性，被称为导通状态。

而当二极管处于反向偏置时，即P区的电势低于N区的电势时，电子从P区流向N区，形成一个电子空穴对，被称为载流子对。由于PN结的存在，载流子对会被PN结的电场分离，使得电子向P区流动，空穴向N区流动。这导致了二极管处于截止状态，呈现出高电阻的特性。

三、二极管在电路中的应用

1. 整流器

二极管最常见的应用是作为整流器。在交流电源中，使用二极管可以将交流电转换为直流电。当交流电的正半周时，二极管处于正向偏置状态，导通电流。而在负半周时，二极管处于反向偏置状态，截止电流。这样，就可以将交流电转换为直流电。

2. 电压稳定器

二极管还可以作为电压稳定器。在电路中，当电压波动时，二极管的正向压降保持不变，可以使得输出电压保持稳定。这种特性使得二极管常用于稳定电压的应用中。

3. 信号调理

二极管入门知识：二极管结构和工作原理

在自然界中，根据材料的导电能力，我们可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。常见的导体如铜和铝、常见的绝缘体如橡胶、塑料等。什么是半导体呢？半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，常见的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge）。到此，请记住两种半导体材料：硅、锗。因为以后你会听说硅管、锗管。意思很明显，说明这种二极管或三极管是用硅或锗作为基材的。

半导体硅原子结构图

半导体有几个特性有必要了解一下：热敏性、光敏性和掺杂性；

半导体的热敏性：半导体的导电能力受温度影响较大，当温度升高时，半导体的导电能力大大增强，被称为半导体的热敏性。利用半导体的热敏性可制成热敏元件，在汽车上应用的热敏元件有温度传感器，如水温传感器、进气温度传感器等。

半导体硅的空穴和自由电子示意图

半导体的光敏性：半导体的导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时，导电能力增强，称为半导体光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。在汽车上应用的光敏元件有汽车自动空调上应用的光照传感器。

半导体的掺杂性：当在导体中掺入少量杂质，半导体的导电性能增加。

什么是本征半导体、P型半导体和N型半导体，有哪些区别？

本征半导体：纯净的半导体称为本征半导体。

P型半导体：在本征半导体硅或锗中掺入微量的三价元素硼（B）或镓，就形成P型半导体。

P型半导体示意图－空穴是多数载流子

N型半导体：在本征半导体硅或锗中掺入微量的五价元素磷（P）就形成N型半导体。

N型半导体中自由电子是多数载流子

PN结和二极管

在半导体硅或锗中一部分区域掺入微量的三价元素硼使之成为P型，另一部分区域掺入微量的五价元素磷使之成为N型半导体。在P型和N型半导体的交界处就形成一个PN 结。一个PN结就是一个二极管，P区的引线称为阳极，N区的引线称为阴极。

二极管的工作原理

引言：

二极管是一种最简单且最常见的电子元件，广泛应用于电子电路中。它具有非

常重要的作用，可以将电流限制在一个方向上流动，起到整流和保护电路的作用。本文将详细介绍二极管的工作原理，包括结构、特性以及其在电路中的应用。

一、二极管的结构

二极管由P型半导体和N型半导体组成，形成一个PN结。P型半导体中的杂

质掺入的是三价元素，如硼；N型半导体中的杂质掺入的是五价元素，如磷。当P

型半导体与N型半导体相接触时，形成PN结。PN结中的P区域称为阳极（Anode），N区域称为阴极（Cathode）。

二、二极管的特性

1. 正向工作特性：

当二极管的阳极连接到正电压源，阴极连接到负电压源时，即形成正向偏置。

此时，电子从N区域向P区域扩散，空穴从P区域向N区域扩散，形成电流。这

种情况下，二极管处于导通状态，电流可以流过二极管。

2. 反向工作特性：

当二极管的阳极连接到负电压源，阴极连接到正电压源时，即形成反向偏置。

此时，电子从P区域向N区域扩散，空穴从N区域向P区域扩散，形成反向电流。这种情况下，二极管处于截止状态，电流无法流过二极管。

三、二极管的应用

1. 整流器：由于二极管只允许电流在一个方向上流动，因此可以将交流电转换

为直流电。在电源中，二极管通常用作整流器，将交流电转换为稳定的直流电供给电路。

2. 保护电路：二极管在电路中还常用于保护其他元件。例如，当电路中存在电

感元件时，当电流突然中断时，电感元件会产生反向电压，可能损坏其他元件。在这种情况下，可以将二极管连接在电感元件两端，使其成为一个旁路，保护其他元件免受反向电压的损害。

二极管的工作原理

引言：

二极管是一种简单而重要的电子元件，广泛应用于电子设备中。它的工作原理

是基于PN结的特性，通过控制电流的流动方向来实现电子器件的正向导通和反向

截止。本文将详细介绍二极管的工作原理及其应用。

一、二极管的结构

二极管由两个半导体材料（通常是硅或锗）构成，分别为P型半导体和N型半导体。P型半导体中的杂质含有三价元素（如硼），而N型半导体中的杂质含有五价元素（如磷）。两种半导体材料相接的区域称为PN结。

二、PN结的特性

PN结具有两个重要特性：正向偏置和反向偏置。

1. 正向偏置：

当正电压施加在PN结上时，P型半导体的空穴和N型半导体的电子会相互扩散，形成一个电子云。在PN结的中心区域，空穴和电子会发生复合，产生少量的

正离子和负离子。这些离子会形成一个电场，阻止进一步的扩散。当外加电压达到一定值时，电子云会足够大，电场会足够强，从而克服禁带宽度，使电流通过PN 结，实现正向导通。

2. 反向偏置：

当反向电压施加在PN结上时，P型半导体的空穴会被吸引到N型半导体，而

N型半导体的电子会被吸引到P型半导体。这会导致PN结变宽，形成一个耗尽区。在耗尽区中，没有可移动的载流子，因此电流无法通过PN结，实现反向截止。

三、二极管的应用

二极管由于其独特的特性，在电子设备中有广泛的应用。

1. 整流器：

二极管最常见的应用是作为整流器。在交流电源中，二极管可以将交流电信号转换为直流电信号。当正弦波的正半周通过二极管时，二极管处于正向偏置状态，电流可以通过。而当负半周通过二极管时，二极管处于反向偏置状态，电流无法通过。通过这种方式，二极管可以将交流信号转换为单向的直流信号。

二极管的工作原理

一、引言

二极管是一种常见的电子元件，具有广泛的应用。了解二极管的工作原理对于理解电子电路的基本原理和应用至关重要。本文将详细介绍二极管的工作原理，包括结构、工作特性和应用。

二、结构

二极管由P型半导体和N型半导体组成。P型半导体中的杂质原子会导致电子空穴对，而N型半导体中的杂质原子会导致自由电子。当P型半导体与N型半导体相接触时，形成的结区称为P-N结。

三、工作原理

1. 正向偏置

当二极管的P端连接正电压，N端连接负电压时，称为正向偏置。在这种情况下，由于正电压的作用，P区的电子空穴对会向N区扩散，而N区的自由电子会向P区扩散。这种扩散会导致P-N结区域形成一个耗尽层，其中几乎没有可挪移的电子或者空穴。

2. 反向偏置

当二极管的P端连接负电压，N端连接正电压时，称为反向偏置。在这种情况下，由于负电压的作用，P区的电子空穴对会被吸引到P-N结区域，而N区的自由电子也会被吸引到P-N结区域。这种吸引会导致P-N结区域的耗尽层变得更宽。

3. 正向偏置下的导通

当二极管处于正向偏置状态时，当正向电压超过二极管的导通电压（正向压降），二极管就会开始导通。在导通状态下，电流可以自由通过二极管。

4. 反向偏置下的截止

当二极管处于反向偏置状态时，即使施加的反向电压较小，二极管也会截止。在截止状态下，几乎没有电流通过二极管。

四、工作特性

1. 正向电压与电流关系

当二极管处于正向偏置状态时，正向电压与电流之间存在一个非线性关系。当正向电压较小时，电流较小；当正向电压较大时，电流急剧增加。这种非线性关系使得二极管在电子电路中可以用作开关或者整流器。

有关二极管的知识点总结

一、二极管的基本原理

1. PN结的形成

二极管是由P型半导体和N型半导体按照一定的结构组合而成的。P型半导体与N型半

导体之间的结合称为PN结。在形成PN结的过程中，由于P型半导体与N型半导体之间

存在电子和空穴的扩散运动，使得PN结的两侧形成电场。当PN结两侧的电场达到平衡

状态时，就形成了二极管的基本结构。

2. PN结的导通与截止

在二极管中，当PN结两侧的电场受到外加电压的影响时，会发生两种状态：导通和截止。当外加电压为正向电压时，会使得PN结两侧的电场受到压制，从而形成低电阻通道，使

得电流流过二极管，这个状态称为导通状态。而当外加电压为反向电压时，会使得PN结

两侧的电场增强，形成高电阻通道，导致电流无法通过二极管，这个状态称为截止状态。

3. PN结的特性

PN结在导通与截止状态下的特性也称为二极管的特性。在导通状态下，二极管的阻值很小，能够使得电流流过；而在截止状态下，二极管的阻值很大，使得电流无法通过。根据

二极管导通与截止的特性，可以实现二极管的整流、限流、稳压等功能。

二、二极管的结构

1. 硅二极管

硅二极管是由P型硅半导体和N型硅半导体组成的。硅二极管的导通电压一般在0.6V左右，具有较高的导通能力和耐压能力，因此在工程中广泛应用。

2. 锗二极管

锗二极管是由P型锗半导体和N型锗半导体组成的。锗二极管的导通电压一般在0.3V左右，具有较低的导通能力和耐压能力，因此在工程中应用的较少。

三、二极管的特性

1. 正向导通特性

二极管的正向导通特性是指当二极管两端加上正向电压时，导通电流与电压之间的关系。