發(fā)光二極體

發(fā)光二極體是一種特殊的二極體。和普通的二極體一樣，發(fā)光二極體由半導體晶片組成，這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生p、n架構。與其它二極體一樣，發(fā)光二極體中電流可以輕易地從p極(陽極)流向n極(負極)，而相反方向則不能。兩種不同的載流子:空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構。當空穴和電子相遇而產生復合，電子會跌落到較低的能階，同時以光子的模式釋放出能量(光子也即是我們常稱呼的光)。

它所發(fā)出的光的波長(顏色)是由組成p、n架構的半導體物料的禁帶能量決定。由於矽和鍺是間接帶隙材料，在常溫下，這些材料內電子與空穴的復合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，而是把能量轉化為熱能，所以矽和鍺二極體不能發(fā)光(在極低溫的特定溫度下則會發(fā)光，必須在特殊角度下才可發(fā)現，而該發(fā)光的亮度不明顯)。發(fā)光二極體所用的材料都是直接帶隙型的，因此能量會以光子形式釋放，這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。

發(fā)展初期，采用砷化鎵(GaAs)的發(fā)光二極體只能發(fā)出紅外線或紅光。隨著材料科學的進步，各種顏色的發(fā)光二極體，現今皆可制造。

利用半導體中PN接合的整流性質，是最基本的半導體二極體。細節(jié)請參照PN接面的條目。

利用金屬和半導體二者的接合面的'肖特基效應'的整流作用。由於順向的切入電壓較低，導通回復時間也短，適合用於高頻率的整流。一般而言漏電流較多，突波耐受度較低。也有針對此缺點做改善的品種推出。

被施加反方向電壓的場合，超過特定電壓時發(fā)生的逆向擊穿電壓隨逆向電流變化很小，具有一定的電壓穩(wěn)定能力。利用此性質做成的元件被用於電壓基準。藉由摻雜物的種類、濃度，決定擊穿電壓(破壞電壓)。其順向特性與一般的二極體相同。

被施加順方向電壓的場合，無論電壓多少，可以得到一定的電流的元件。通常的電流容量在1~15mA的范圍。雖然被稱為二極體，但是構造、動作原理都與接合型電場效應電晶體相似。

施加逆向電壓的場合，二極體PN接合的空乏層厚度會因電壓不同而變化，產生靜電容量(接合容量)的變化，可當作由電壓控制的可變電容器使用。沒有機械零件所以可靠度高，廣泛應用於壓控振湯器(VCO)或可變電壓濾波器，也是電視接收器和行動電話不可缺少的零件。

可以發(fā)光的二極體。由發(fā)光種類與特性又有紅外線二極體、各種顏色的可見光二極體、紫外線二極體等。

當LED產生的光是頻寬極窄的同調光(Coherent Light)時，則稱為雷射二極體。

光線射入PN接面，P區(qū)電洞、N區(qū)電子大量發(fā)生，產生電壓(光電效應)。藉由測量此電壓或電流，可作為光感應器使用。有PN、PIN、蕭特基、APD等類型。太陽電池也是利用此種效應。

由日本人江崎玲於奈於1957年發(fā)明。是利用量子穿隧效應的作用，會出現在一定偏壓范圍內順向電壓增加時流通的電流量反而減少的「負電阻」的現象。這是最能耐受核輻射的半導體二極體。

PN之間一層高電阻的半導體層，使少數載子的積蓄效果增加，逆回復時間也較長。利用順向偏壓時高頻率訊號較容易通過的性質，用於天線的頻帶切換以及高頻率開關。

應用於低功率微波振湯器。

針狀電極和平板電極相向接近尖端放電。若把針狀電極當做負極，比較低的電壓就會開始放電。利用這樣的性質來做當作整流器。

用鎢之類的金屬針狀電極與N型半導體的表面接觸，此構造的特徵是寄生電容非常小。采用於鍺質二極體和耿效應二極體。礦石收音機中使用的礦石檢波器也是一種點接觸二極體。

當施加超過規(guī)定電壓(Break Over電壓，VBO)的電壓會開始導通使得端子之間的電壓降低的雙方向元件。用於電路的突波保護上。另，雖被稱為二極體，實際的構造、動作原理都應歸類為閘流管/;矽控整流器整流器(thyristor/SCR)的復雜分類中。

若超過一定電壓，電阻就會降低。是保護電路受到突波電壓傷害的雙向元件。通常由二氧化鋅的燒結體顆粒制成，當作非線性電阻使用。雖然一般認為它的作用應是由內部眾多金屬氧化物顆粒間的蕭特基接面二極體效應而產生，但對外并不呈現二極體的特性，因此平常并不列在二極體分類之中。

簡介:習慣上說的對地打阻值，或者對地測數值，最準確的應該叫做二極體值。這是最常用的測量方法，

關鍵字:二極體值，測量二極體值，對地數值

習慣上說的對地打阻值，或者對地測數值，最準確的應該叫做二極體值。這是最常用的測量方法，原理是測量接地點到測試點的壓降值。使用方法也比較簡單，把萬用表開到二極體檔，然后紅色表筆接地，黑色表筆接欲測量之位置。然后看萬用表上的讀數即可。一般用在測量各個基本電壓如12V，5V，3.3V，5VSB，3VSB等是否對地短路和量測控制信號和AD信號線是否短路和開路。二極體測試法是一個很重要也很有效的測試方法，例如在主板不加電的時候，我們可以用來測量ATX插座上的12V,5V,3.3V是否對地有短路或微短現象。來確定上述的幾個重要電壓是否短路。又如測量PCI上的AD線的對地二極體值，可以確定南橋到PCI的AD線是否有開路和短路，來判斷南橋工作是否正常。測量USB口，網卡接口，COM口，LPT口信號線的對地二極體值，可以用來判斷相應的端口和控制芯片是否工作正常等。

二極值的叫法，是臺灣的叫法，在大陸也并無具體的稱呼,由于在指針表時代，這個檔，只能測對地電阻,所以，老的叫法是對地打阻值,我們目前維修主板，普遍使用數字表，那么使用二極管檔，即反映電阻，也反映壓降。因為不好找具體的詞來定義，在本書中，各章節(jié)中提到的對地阻值，對地數值、接口的數值、二極體值，均是同一個含義，因為這個不等同于電阻，所以，后面是沒有單位的(貌似我在數字萬用表上看到的有單位，單位是:伏(V))。

這里針對半導體二極體的運作原理，選擇基本的PN接面(PN接面)型二極體作為例子，簡單地說

明其特性。讀者若是想了解真空管二極體的運作原理，請參閱真空管的條目。

PN接面(PN接面)二極體是N型半導體和P型半導體互相結合所構成。PN接面(PN接面)區(qū)彼此的電子和電洞相互抵銷，造成主要載流子不足，形成空乏層。在空乏層內N型側帶正電，P型側帶負電，因此內部產生一個靜電場，空乏層的兩端存在電位差。但是如果讓兩端的載流子再結合的話，兩端的電壓差則會變成零。

順向偏壓(Forward Bias)

順向偏壓時的PN接面二極體

二極體的陽極側施加正電壓，陰極側施加負電壓，這樣就稱為順向偏壓，所加電壓為順向偏壓。如此N型半導體被注入電子，P型半導體被注入電洞。這樣一來，讓多數載流子過剩，空乏層縮小、消滅，正負載流子在PN接合部附近結合并消滅。整體來看，電子從陰極流向陽極(電流則是由陽極流向陰極)。在這個區(qū)域，電流隨著偏壓的增加也急遽地增加。伴隨著電子與電洞的再結合，兩者所帶有的能量轉變?yōu)闊?和光)的形式被放出。能讓順向電流通過的必要電壓被稱為開啟電壓，特定順向電流下二極體兩端的電壓稱為順向壓降。

逆向偏壓(Reverse Bias)

逆向偏壓時的PN結二極體

在陽極側施加相對陰極負的電壓，就是逆向偏壓，所加電壓為逆向偏壓。這種情況下，因為N型區(qū)域被注入電洞，P型區(qū)域被注入電子，兩個區(qū)域內的主要載流子都變?yōu)椴蛔?，因此結合部位的空乏層變得更寬，內部的靜電場也更強，擴散電位也跟著變大。這個擴散電位與外部施加的電壓互相抵銷，讓逆向的電流更難以通過。更多的細節(jié)請參閱「PN接面」條目。

實際的元件雖然處於逆向偏壓狀態(tài)，也會有微小的逆向電流(漏電流、漂移電流)通過。當逆向偏壓持續(xù)增加時，還會發(fā)生隧道擊穿或雪崩擊穿或崩潰，發(fā)生急遽的電流增加。開始產生這種擊穿現象的(逆向)電壓被稱為擊穿電壓或崩潰電壓。超過擊穿電壓以后逆向電流急遽增加的區(qū)域被稱為擊穿區(qū)(崩潰區(qū))。在擊穿區(qū)內，電流在較大的范圍內變化而二極體逆向壓降變化較小。穩(wěn)壓二極體就利用這個區(qū)域的動作特性而制成，可以作為電壓源使用。

接面電壓

當二極體的P-N接面處於順向偏壓時，必須有相當的電壓被用來貫通空乏區(qū)，導致形成一逆向的電壓源，此電壓源的電壓值就稱為接面電壓，矽半導體的接面電壓約0.6V~0.7V，鍺半導體的約0.3~0.4V