二极管什么用途

二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件 [1]。二极管有两个电极，正极，又叫阳极;负极，又叫阴极，给二极管两极间加上正向电压时，二极管导通， 加上反向电压时，二极管截止。 二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开 [2]。二极管具有单向导电性能，导通时电流方向是由阳极通过管子流向阴极。二极管是最早诞生的半导体器件之一，其应用非常广泛。特别是在各种电子电路中，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接，构成不同功能的电路，可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能 [3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中，都可以找到二极管的踪迹 [3]。

二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。 [4]采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。 [4]

图1 各种二极管的符号由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。 [4]二极管的电路符号如图1所示。二极管有两个电极，由P区引出的电极是正极，又叫阳极;由N区引出的电极是负极，又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向，二极管的文字符号用VD表示。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 [5]当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。 [5]当外加的反向电压高到一定程度时，PN结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

虽说二极管是最简单基本的元件之一，但在日常生活中的应用非常广泛。几乎每个电路中都会用到二极管。二极管可以用于小信号数字逻辑以及高压电源转换电路的任何领域。今天给大家介绍二极管比较常见的应用。

二极管最大的特性就是单向导电性，给二极管阳极加上正向电压时，二极管导通;给阳极和阴极加上反向电压时，二极管阻断。利用二极管的单向导通和反向击穿时的稳压特性，二极管可以用于开关电路、整流电路、稳压电路、检波电路等各种调制电路。

1.整流器

整流器是将交流电(AC)转换为直流电(DC)的电路。这种转换对于各种家用电子产品至关重要。交流电信号来自于市电，但大多数计算机和其他微电子设备都是采用直流电源进行供电。

交流电路中的电流实际上是交替变化的，即电流在正方向和负方向之间快速切换，但是直流信号中的电流仅在一个方向上运行。因此，我们要将交流电转换为直流电，我们需要保证电流不能沿负方向流动即可。

半波整流器可以仅由单个二极管制成，通过半波整流器，我们能够削除负信号。

全波桥式整流器使用四个二极管将交流信号中的负信号转换为正信号。

2.反向电流保护电路

为了防止电源反接，我们会在电源正极串联的二极管，这就是我们说的反向保护二极管。它能够保证电流只能沿正方向流动。由于二极管有正向压降，会损失一部分电压，而肖特基二极管的压降小于其他二极管，所以我们常用肖特基二极管作反向保护二极管使用。

3.逻辑门

二极管也可以用来搭建逻辑门，比如“与”和“或”这些简单的数字逻辑门。例如，我们使用两个共阴极的二极管搭建或门电路，逻辑电路的输出也处于阴极的位置时，当我们输入引脚中其中一个或两个输入为逻辑1，输出也将变为逻辑1。当两个输入引脚的输入均为逻辑0时，输出通过电阻拉低。

4.过压保护

二极管还可以很好地用作敏感电子元件的保护器件。当我们把二极管用作电压保护器件时，二极管在正常工作条件下不导通，当电压超过安全电压时会立即将任何高压尖峰短路至地，把浪涌电压接至地面，从而不会损坏我们的电路。瞬态电压抑制二极管(TVS)专为过压保护而设计，可以在短时间内处理非常大的功率尖峰。

5.稳压

稳压电路是一种无论输入电压或负载电流如何变化都能在负载上保持恒定输出电压。具备稳压作用的二极管叫做稳压二极管，又叫齐纳二极管。齐纳二极管可以调节输出负载电压，因为无论输入电压或负载电阻如何，它都能够生成相同的电压。齐纳二极管可针对变化的输入未稳压电压产生低纹波的稳定输出电压。

6.钳位

钳位是指将某个点位的电位限制在规定电位范围的措施。通过钳位电路可以将电信号钳制到我们想要的范围，可以拉高或降低电信号的基准。

正向钳位：

反向钳位：

二极管还有其他用途，如开关二极管在开关电路中相当于开关;发光二极管可以用来制作LED灯;再如太阳能电池或光伏电池将太阳能转化为电能的能源，每个太阳能电池都由二极管制成，当光线照射到其结点时会产生电压。总之，不同类型的二极管在不同的电路中都有不同的作用和功能。

二极管的分类

1、二极管的分类还是比较多的，比如说有稳压二极管。它的原理就是能够保证电流在很大范围内出现变化，但是电压始终保持不变，而功率是不固定的，比如说有的是200瓦，有的是100瓦等等。

2、发光二极管。这种发光的二极管能够发出不同的光，比如说有一种碳化硅的二极管，它发出的颜色就是黄色的，工作的时候因为电流比较小，而功率又比较低，所以寿命比较长，一般被用于广告牌或者一些数码屏显示，led灯等一些用于发光的地方。

3、检波用二极管。这种二极管的主要作用就是从输入信号中能够调出信号，一般用于电视机或者一些收音机里面。

4、肖特基二极管。这是一种功率比较低的二极管，它的主要特点就是正向导电比较低。

二极管的作用

1、能够起到开关和隔离的作用，比如说在电流之中，当电流流动的时候就会有正电产生，而当有负电的时候，二极管就会出现不通畅的情况，起到隔离的作用。

2、起到稳定电压的作用，它能够承受比较高的反向电压，从而起到反向阻断的作用。

3、能够适用于很多电器当中，比如说一些半导体的收音机或者电视机中就能够使用到二极管，它能够发挥整流的作用。