半導體二極體

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簡介

• 半導體器件以其部分導電特性而聞名。它們既不屬於主流導體，也不屬於絕緣體，因此在過程中允許部分導電。

• 這些半導體二極體進一步分為兩端和三端器件。各種形式的二極體都屬於兩端器件。

• 半導體二極體也由單個 PN 結組成，並在兩端都有金屬觸點，以便將外部電壓施加到其中。這些二極體能夠在一個特定方向上導電。

什麼是半導體二極體？

半導體二極體被歸類為由各種半導體材料組成的二極體。

這些二極體中存在的帶負電的陰極積累了大量電子，並且該陰極存在於與陽極相鄰的位置，陽極從空穴中攜帶不受約束的正電荷。

這些半導體二極體是 PN 結的結果，並且該結在其兩端具有金屬觸點。結兩端的這些金屬觸點有助於將外部電壓施加到二極體上。這些二極體具有在一個特定方向上導電的內在特性。

圖 1：PN 結二極體的符號

PN 結二極體和齊納二極體是最突出的半導體二極體形式。在特定半導體中陰極和陽極之間形成的結有助於形成耗盡區，該區域沒有任何電子和空穴。

半導體二極體中的正電壓存在於陽極位置，耗盡區逐漸減小，從而使電流能夠流過半導體二極體。

半導體二極體：型別

半導體二極體進一步分為兩個重要的部分，這兩個部分取決於半導體中使用的連線。這兩個分類之一是半導體二極體正向偏置（circuitglobe 2022）。

眾所周知，電池有兩個不同的端子，一個是正端子，另一個是負端子。因此，當發現半導體的 N 端和 P 端分別與電池的負極和正極固定時，該二極體被稱為正向偏置的半導體二極體，二極體的負端將排斥自由電子到二極體的前端，並且半導體的 P 端將推動空穴，這兩個單元將在結處相遇（electricaltechnology 2022）。

然而，來自電池的自由電子將傾向於穿透 N 區，並且放棄 P 端的電子將使電流能夠移動。

圖 2：半導體二極體的結構

另一種型別是半導體二極體反向偏置，在這種二極體中，二極體的負極與電池的正極固定。來自電池 N 端的電子將移向正極（physics-and-radio-electronics 2022）。

在這種設定中，電流會發生堵塞，因為空穴和電子從未在某個結處相遇。因此，大部分電流無法在反向偏置中流動。

半導體二極體：特性

正向偏置和反向偏置具有一些重要的特徵。在提高正向偏置的情況下，觀察到電流上升（etechnog 2022）。電流上升到一個穩定的電壓，該電壓也稱為膝電壓，以線性方式發生。然而，在達到該電壓後，電流不遵循線性運動。

圖 3：半導體二極體正向偏置

然而，反向電流不依賴於反向電流。在這種情況下，電流取決於結處的溫度。

半導體二極體：應用

半導體二極體在日常生活中有多種應用。這些二極體用於混合訊號並控制這些訊號的大小。正如 Zareian 等人（2018）所指出的，發光二極體用於發射紅外光譜。

光電二極體用作光探測器。根據 Riza Putra 等人（2021）的說法，整流二極體用於提高交流電的效率。二極體還用於將訊號與整個電源隔離。齊納二極體用於穩定電力系統中的電流和電壓。

結論

半導體二極體廣泛用於多種電子裝置中，突出了其在商業和工業裝置中的效率。這些二極體主要有兩種型別，根據正向偏置和反向偏置進行分類。這些二極體大多由矽和鍺製成，矽和鍺通常是優良的半導體材料。齊納二極體和 PN 結二極體是半導體二極體的主要例子。這些二極體大多是透過連線 P 型和 N 型半導體材料形成的，這有助於形成 PN 結。半導體二極體僅包含一個 PN 結二極體。

常見問題

Q1. 製造半導體二極體使用什麼材料？

A：這些二極體由半導體材料製成。這些二極體大多由矽和鍺製成。

Q2. 半導體二極體有哪些不同種類？

A：半導體二極體有多種型別。其中最突出的是整流二極體、齊納二極體、發光二極體、珀爾帖和熱二極體以及點接觸二極體。除此之外，還有各種其他型別的二極體。

Q3. 半導體二極體最突出的應用是什麼？

A：半導體二極體用於混合各種型別的訊號。但是，這些用於將訊號與整個電源分離。半導體二極體用於整流電壓並將其轉換為直流電或交流電。這些二極體還有助於整流交流電

Q4. 齊納二極體和岡恩二極體有什麼用途？

A：齊納二極體用於穩定流經各種型別電氣裝置的電流和電壓。岡恩二極體也用於高頻電子裝置中。