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二极管工作原理及其主要的应用 　　摘要 几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,半导体二极管在电路中能起到保护电路、延长电路寿命等作用。经过多年来科学家们不懈努力,半导体二极管发光的应用已逐步得到推广,目前发光二极管广泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。 　　关键词 半导体二极管;电子产品;PN结;发光二极管 　　中图分类号 TN31文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)19-0045-02 　　 　　0 引言 　　在当今社会随着人们对电子产品的需求不断增加,二极管的优点也日益突出,几乎现在所有的电子电路中,都需要用到半导体二极管,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用非常的广泛,在很多领域都起着不可取代的作用。如今,二极管的更新使电子产品日益优化,给人们的生活提供了很多帮助。 　　1 二极管工作原理 　　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。 　　1)首先对PN结的形成作一些简要简要介绍 　　P型半导体是在本征半导体(一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体)掺入少量三价元素杂质,如硼等,因硼原子只有三个价电子,它与周围的硅原子形成共价键,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空位,当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位,使硼原子成了不能移动的负离子,而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子,形成了空穴,但整个半导体仍呈中性。 　　这种P型半导体中以空穴导电为主,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。 　　N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子,如磷等。掺入后,它与硅原子形成共价键,产生了自由电子。在N型半导体中,电子为多数载流子,空穴为少数载流子。 　　因此,在本征半导体的两个不同区域掺入三价和五价杂质元素,便形成了P型区和N型区,根据N型半导体和P型半导体的特性,可知在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异,电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,它们的扩散使原来交界处的电中性被破坏。 　　2)PN结的单向导电性 　　在PN结外加正向电压V,在这个外加电场的作用下,PN结的平衡状态被打破,P区中的空穴和N区的电子都要PN结移动,空穴和PN结P区的负离子中和,电子和PN结N区的正离子中和,这样就使PN结变窄。随着外加电场的增加,扩散运动进一步增强,漂移运动减弱。当外加电压超过门槛电压,PN结相当于一个阻值很小的电阻,也就是PN结导通。 　　2 二极管主要应用 　　1)几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管。半导体二极管在电路中的使用能够起到保护电路,延长电路寿命等作用。半导体二极管的发展,使得集成电路更加优化,在各个领域都起到了积极的作用。二极管在集成电路中的作用很多,维持着集成电路正常工作。下面简要介绍二极管在以下四种电路中的作用。 　　(1)开关电路 　　在数字、集成电路中利用二极管的单向导电性实现电路的导通或断开,这一技术现在已经得到广泛应用。开关二极管可以很好的保护的电路,防止电路因为短路等问题而被烧坏,也可实现传统开关的功能。开关二极管还有一个特性就是开关的速度很快。,这是传统开关所无法比拟的。 　　(2)限幅电路 　　在电子电路中,常用限幅电路对各种信号进行处理。它是用来让信号在预置的电平范围内,有选择地传输一部分信号。目前,大多数二极管都可作为限幅使用,但有些时候需要用到专用限幅二极管,如保护仪表时。 　　(3)稳压电路 　　在稳压电路中通常需要使用齐纳二极管,它是一种利用特殊工艺制造的面结型硅把半导体二极管,这种特殊二极管杂质浓度比较高,空间电荷区内的电荷密度大,容易形成强电场。当齐纳二极管两端反向电压加到某一值,反向电流急增,产生反向击穿。 　　(4)变容电路 　　在变容电路中常用变容二极管来实现电路的自动频率控制、调谐、调频以及扫描振荡等。 　　2)经过多年来科学家们不懈努力,半导体二极管发光的应用已逐步得到推广,目前发光二极管广泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管的很多特性是普通发光器件所无法比拟的,主要具有特点有:安全、高效率、环保、寿命长、响应快、体积小、结构牢固。因此,发光二极管是一种符合绿色照明要求的光源。目前,发光二极管在很多领域得到普遍应用,下面介绍几点其主要应用: 　　(1)电子用品中的应用 　　发光二极管在电子用品中一般用作屏背光源或作显示、照明应用。从大型的液晶电视、电脑显示屏到媒体播放器MP3、MP4以及手机等的显示屏都将发光二极管用作屏背光源。 　　(2)汽车以及大型机械中的应用 　　发光二极管在汽车以及大型机械中得到广泛应用