什么是二極管?

　　二極管它們通常有一個(gè)黑色的圓柱形主體，當(dāng)然二極管它不僅僅只是黑色的，還有琉璃管，是因?yàn)樗囊欢擞幸粭l條紋，還有一些引出的導(dǎo)線，可以讓我們把它用來連接到電路中。有極性，有線的那端是正極(陽極)，另一端則是負(fù)極(陰極)。

　　二極管只允許電流朝一個(gè)方向流動(dòng)。

　　如果我們想象一個(gè)裝有旋啟閥的水管。當(dāng)水流過管道時(shí)，它會(huì)推開旋啟式閘門并繼續(xù)流過。但是，如果水改變方向，水會(huì)推動(dòng)閘門關(guān)閉，阻止水流。所以水只能朝一個(gè)方向流動(dòng)。這很像二極管，所以我們用它來控制電路中的電流方向。

　　現(xiàn)在我們用電子流來制作動(dòng)畫，電子流就是電子從負(fù)向正流動(dòng)的地方。然而，在電子工程中，傳統(tǒng)上采用由正到負(fù)的常規(guī)流動(dòng)。條紋端連接到負(fù)極，黑色端連接到正極，以便充當(dāng)導(dǎo)體。我們稱之為向前流動(dòng)。如果我們翻轉(zhuǎn)二極管，它將起到絕緣體的作用，電流就不能流動(dòng)了。我們稱之為反向偏差。

　    二極管是如何工作的?

　　如你所知，電是隨著原子間自由電子的流動(dòng)。我們使用銅線是因?yàn)殂~有很多自由電子，這使得電流很容易通過。所以我們用橡膠把銅線絕緣，可以用來保護(hù)我們的安全，因?yàn)橄鹉z是一種絕緣體，這意味著它的電子被緊緊地抓住，因此不能在原子之間移動(dòng)。

　　如果我們看一個(gè)金屬導(dǎo)體原子的基本模型，我們的核心是原子核，原子核被許多軌道殼層包圍著，這些殼層容納著電子。每一個(gè)殼層都有最大數(shù)量的電子，一個(gè)電子必須有一定的能量才能被每個(gè)殼層接受。離原子核最遠(yuǎn)的電子具有最大的能量。最外層的殼層叫做價(jià)殼層，導(dǎo)體的價(jià)殼層中有1到3個(gè)電子。

　　電子被原子核固定。但還有另一種外殼叫做導(dǎo)帶。如果一個(gè)電子能到達(dá)這個(gè)位置，那么它就可以從原子中掙脫出來，移動(dòng)到另一個(gè)原子上。對(duì)于銅這樣的金屬原子，導(dǎo)帶和價(jià)殼層重疊，所以電子很容易移動(dòng)。有了絕緣體，最外層的外殼就被包裝起來了。電子幾乎沒有空間加入。原子核緊緊地抓住了電子，而且導(dǎo)帶離我們很遠(yuǎn)，所以電子無法到達(dá)這個(gè)位置逃逸。因此電不能流過這種材料。

　　然而，還有另一種材料叫做半導(dǎo)體。硅是半導(dǎo)體的一個(gè)例子。對(duì)于這種材料，最外層的電子太多，它不可能成為導(dǎo)體，所以它的行為就像一個(gè)絕緣體。但必須要注意的點(diǎn)是因?yàn)閷?dǎo)帶很近，如果我們提供一些外部能量，一些電子將獲得足夠的能量，使之從帷幔躍遷進(jìn)入導(dǎo)帶而變得自由。因此，這種材料既可以作為絕緣體，也可以作為導(dǎo)體。

　　純硅幾乎沒有自由電子，所以工程師要做的就是在硅中摻雜少量其他材料來改變其電性能。我們稱之為P型和N型摻雜。我們將這些摻雜的材料結(jié)合起來形成二極管。

　　在二極管內(nèi)部，我們有兩個(gè)引線，陽極和陰極，它們連接到一些薄板上。在這些極板之間，陽極側(cè)有一層P型摻雜硅，陰極側(cè)有一層N型摻雜硅。整個(gè)裝置被包裹在一種樹脂中，以絕緣和保護(hù)材料。

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