几种常见的半导体二极管的原理和作用

半导体二极管是电子电路中Zui重要的元件之一，具有多种类型，每种类型都有其独特的应用和功能。以下是几种常见的半导体二极管的原理和作用：

1.普通二极管（整流二极管）

• 原理

由一个 PN 结加上相应的电极引线及管壳封装而成。PN 结具有单向导电性，当给二极管加上正向电压时，PN 结处于导通状态，此时电流可以顺利通过二极管；当加上反向电压时，PN 结处于截止状态，电流几乎无法通过，仅有极小的反向漏电流。

• 作用

◆ 整流：在整流电路中，将交流电转换为脉动直流电。例如在电源适配器中，把市电的交流电转换为适合电子设备使用的直流电。

◆ 检波：用于从高频信号中提取出低频信号，比如在收音机的检波电路中，将广播信号中的音频信号提取出来。

◆ 保护：可防止电路中的反向电压对其他元件造成损坏，当电路中出现反向电压时，二极管截止，起到保护作用。

2.肖特基二极管

• 原理

以贵金属（如金、银、铝、铂等）为正极，以 N 型半导体为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成。其载流子主要是电子，而普通二极管的载流子有空穴和电子两种，因此肖特基二极管的导通机制与普通二极管略有不同。

• 作用

◆ 高频整流：具有反向恢复时间极短（可以小到几纳秒）、开关频率高的特点，适合在高频电路中用作整流二极管，如在通信电源、变频器等设备中。

◆ 续流：在电感电路中，当电流突然变化时，肖特基二极管可以提供续流路径，防止电感产生过高的反向电动势损坏电路。

◆ 保护：由于其正向导通压降较低（仅 0.4V 左右），在一些对电压降要求严格的电路中，可以起到降低功耗和保护其他元件的作用。

3.稳压二极管

• 原理

利用 PN 结反向击穿状态下，电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象。当反向电压达到一定值（即击穿电压）时，稳压二极管进入击穿区，此时电流变化很大，但电压基本保持稳定。

• 作用

主要用于稳压电路，为电路提供稳定的电压基准。例如在一些需要稳定电源输出的电子设备中，如电脑主板、手机充电器等，稳压二极管可以确保输出电压的稳定性。

4.变容二极管

• 原理

利用 PN 结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成。当反向偏压增大时，结电容减小；反之，反向偏压减小时，结电容增大。

• 作用

在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等。例如在电视接收机的调谐回路中，变容二极管可以根据需要调整电容值，从而实现频道的选择。

5.隧道二极管

• 原理

是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。基于电子的量子力学隧道效应，其正向电流 - 电压特性具有负阻，即随着电流的增加，电压反而减小。

• 作用

由于其开关特性好、速度快、工作频率高，多应用于某些开关电路或高频振荡等电路中。

6.发光二极管（LED）

• 原理

当半导体材料中的电子与空穴复合时，会以光的形式释放出能量，从而发出可见光。不同的半导体材料可以发出不同颜色的光。

• 作用

广泛应用于照明、平板显示、指示灯等领域。例如日常使用的各种灯具、电子设备的指示灯、显示屏等都离不开发光二极管。

7.红外接收二极管

• 原理

对红外光具有较高的灵敏度，能够将接收到的红外光信号转换为电信号。其工作原理基于半导体的光电效应，当红外光照射到二极管上时，会激发二极管内部的电子 - 空穴对，从而产生电流。

• 作用

广泛应用于各种红外遥控系统中，如音响、彩色电视机、空调器、VCD 视盘机、DVD 视盘机以及录像机等设备的红外接收部分。