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電子學實習
二甲16何承修 - Coggle Diagram
電子學實習
二甲16何承修
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二極體材料與功能
因為其順向流通逆向阻斷的特點,二極體並不會表現出如此完美的開關性,只有在順向超過障壁電壓時,二極體才會工作(此狀態被稱為順向偏壓)。一個順向偏壓的二極體兩端的電壓降變化只與電流有一點關係,並且是溫度的函數。
二極體具有陽極和陰極兩個端子,電流只能往單一方向流動。電流可以從陽極流向陰極,而不能從陰極流向陽極。對二極體所具備的這種單向特性的應用,通常稱之為「整流」功能,可將交流電轉變為脈動直流電。
半導體二極體的非線性電流-電壓特性,可以根據選擇不同的半導體材料和摻雜不同的雜質從而形成雜質半導體來改變。特性改變後的二極體在使用上除了用做開關的方式之外,還有很多其他的功能,如:用來調節電壓(稽納二極體),限制高電壓從而保護電路(雪崩二極體),無線電調諧(變容二極體),隧道二極體、以及產生光(發光二極體)。
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二極體所使用的地方
點接觸式二極體
點接觸式二極體和下文所述的面接觸式二極體工作原理類似,不過構造較為簡單。主要結構即為一個由第三主族金屬製成的導電的尖端,和一塊與其相接觸的N型半導體。一些金屬會進入半導體,接觸面的這一小片區域就成為了P型半導體。長期流行的1N34鍺型二極體,目前還在無線電接收器中的檢波器中使用,並有時會在一些應用類比電子的場合使用。
面接觸式二極體
半導體的PN接面和能階結構的示意圖面接觸式PN接面二極體是由一塊半導體晶體製成的。不同的摻雜製程可以使同一個半導體(如本徵矽)的一端成為一個包含負極性載子(電子)的區域,稱作N型半導體;另一端成為一個包含正極性載子(電洞)的區域,稱作P型半導體。兩種材料在一起時,電子會從N型一側流向P型一側。這一區域電子和電洞相互抵銷,造成中間區域載流子不足,形成「空乏層」。在空乏層內部存在「內電場」:N型側帶正電,P型側帶負電。兩塊區域的交界處為PN接面,晶體允許電子(外部來看)從N型半導體一端,流向P型半導體一端,但是不能逆向流動。