什麽是二極管?

　　二極管它們通常有一(yī)個黑色的圓柱形主體(tǐ)，當然二極管它不僅僅隻是黑色的，還有琉璃管，是因爲它的一(yī)端有一(yī)條條紋，還有一(yī)些引出的導線，可以讓我(wǒ)們把它用來連接到電路中(zhōng)。有極性，有線的那端是正極(陽極)，另一(yī)端則是負極(陰極)。

　　二極管隻允許電流朝一(yī)個方向流動。

　　如果我(wǒ)們想象一(yī)個裝有旋啓閥的水管。當水流過管道時，它會推開(kāi)旋啓式閘門并繼續流過。但是，如果水改變方向，水會推動閘門關閉，阻止水流。所以水隻能朝一(yī)個方向流動。這很像二極管，所以我(wǒ)們用它來控制電路中(zhōng)的電流方向。

　　現在我(wǒ)們用電子流來制作動畫，電子流就是電子從負向正流動的地方。然而，在電子工(gōng)程中(zhōng)，傳統上采用由正到負的常規流動。條紋端連接到負極，黑色端連接到正極，以便充當導體(tǐ)。我(wǒ)們稱之爲向前流動。如果我(wǒ)們翻轉二極管，它将起到絕緣體(tǐ)的作用，電流就不能流動了。我(wǒ)們稱之爲反向偏差。

　    二極管是如何工(gōng)作的?

　　如你所知(zhī)，電是随着原子間自由電子的流動。我(wǒ)們使用銅線是因爲銅有很多自由電子，這使得電流很容易通過。所以我(wǒ)們用橡膠把銅線絕緣，可以用來保護我(wǒ)們的安全，因爲橡膠是一(yī)種絕緣體(tǐ)，這意味着它的電子被緊緊地抓住，因此不能在原子之間移動。

　　如果我(wǒ)們看一(yī)個金屬導體(tǐ)原子的基本模型，我(wǒ)們的核心是原子核，原子核被許多軌道殼層包圍着，這些殼層容納着電子。每一(yī)個殼層都有最大(dà)數量的電子，一(yī)個電子必須有一(yī)定的能量才能被每個殼層接受。離(lí)原子核最遠的電子具有最大(dà)的能量。最外(wài)層的殼層叫做價殼層，導體(tǐ)的價殼層中(zhōng)有1到3個電子。

　　電子被原子核固定。但還有另一(yī)種外(wài)殼叫做導帶。如果一(yī)個電子能到達這個位置，那麽它就可以從原子中(zhōng)掙脫出來，移動到另一(yī)個原子上。對于銅這樣的金屬原子，導帶和價殼層重疊，所以電子很容易移動。有了絕緣體(tǐ)，最外(wài)層的外(wài)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，而且導帶離(lí)我(wǒ)們很遠，所以電子無法到達這個位置逃逸。因此電不能流過這種材料。

　　然而，還有另一(yī)種材料叫做半導體(tǐ)。矽是半導體(tǐ)的一(yī)個例子。對于這種材料，最外(wài)層的電子太多，它不可能成爲導體(tǐ)，所以它的行爲就像一(yī)個絕緣體(tǐ)。但必須要注意的點是因爲導帶很近，如果我(wǒ)們提供一(yī)些外(wài)部能量，一(yī)些電子将獲得足夠的能量，使之從帷幔躍遷進入導帶而變得自由。因此，這種材料既可以作爲絕緣體(tǐ)，也可以作爲導體(tǐ)。

　　純矽幾乎沒有自由電子，所以工(gōng)程師要做的就是在矽中(zhōng)摻雜(zá)少量其他材料來改變其電性能。我(wǒ)們稱之爲P型和N型摻雜(zá)。我(wǒ)們将這些摻雜(zá)的材料結合起來形成二極管。

　　在二極管内部，我(wǒ)們有兩個引線，陽極和陰極，它們連接到一(yī)些薄闆上。在這些極闆之間，陽極側有一(yī)層P型摻雜(zá)矽，陰極側有一(yī)層N型摻雜(zá)矽。整個裝置被包裹在一(yī)種樹(shù)脂中(zhōng)，以絕緣和保護材料。

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