二極管的應(yīng)用與作用

半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅（讀“gui”）和鍺（讀“zhe”）。我們常聽(tīng)說(shuō)的美國(guó)硅谷，就是因?yàn)槠鹣饶抢镉泻枚嗉野雽?dǎo)體廠商。半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電，它介于兩者之間，所以稱為半導(dǎo)體。

二極管應(yīng)該算是半導(dǎo)體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機(jī)來(lái)收聽(tīng)無(wú)線電廣播，這種礦石后來(lái)就被做成了晶體二極管。

二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦裕褪钦f(shuō)電流只能從一邊過(guò)去，卻不能從另一邊過(guò)來(lái)（從正極流向負(fù)極）。我們用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)常見(jiàn)的1N4001型硅整流二極管進(jìn)行測(cè)量，紅表筆接二極管的負(fù)極，黑表筆接二極管的正極時(shí)，表針會(huì)動(dòng)，說(shuō)明它能夠?qū)щ?；然后將黑表筆接二極管負(fù)極，紅表筆接二極管正極，這時(shí)萬(wàn)用表的表針根本不動(dòng)或者只偏轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)，說(shuō)明導(dǎo)電不良。（萬(wàn)用表里面，黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極）

常見(jiàn)的幾種二極管如圖所示。其中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。圖2是二極管的電路符號(hào)，像它的名字，二極管有兩個(gè)電極，并且分為正負(fù)極，一般把極性標(biāo)示在二極管的外殼上。大多數(shù)用一個(gè)不同顏色的環(huán)來(lái)表示負(fù)極，有的直接標(biāo)上“-”號(hào)。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個(gè)螺帽以便固定在散熱器上。

利用二極管單向?qū)щ姷奶匦?，常用二極管作整流器，把交流電變?yōu)橹绷麟?，即只讓交流電的正半周（或?fù)半周）通過(guò)，再用電容器濾波形成平滑的直流。事實(shí)上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來(lái)做檢波器，把高頻信號(hào)中的有用信號(hào)“檢出來(lái)”，老式收音機(jī)中會(huì)有一個(gè)“檢波二極管”，一般用2AP9型鍺管。

二極管的類型也有好幾種，對(duì)于電子制作來(lái)說(shuō)，常常用到以下的二極管：用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開(kāi)關(guān)二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管，以及光電二極管等，最常看見(jiàn)的是發(fā)光二極管。

發(fā)光二極管在日常生活電器中無(wú)處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑3mm、5mm和2×5mm長(zhǎng)方型的的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有接對(duì)極性才能發(fā)光。發(fā)光二極管符號(hào)比一般二極管多了兩個(gè)箭頭，示意能夠發(fā)光。通常發(fā)光二極管用來(lái)作電路工作狀態(tài)的指示，它比小燈泡的耗電低得多，而且壽命也長(zhǎng)得多。用發(fā)光二極管，還可以構(gòu)成電子顯示屏，證券交易所里的顯示屏就是由發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，只是因?yàn)楦鞣N色彩都是由紅綠藍(lán)構(gòu)成，而藍(lán)色發(fā)光二極管在以前還未大量生產(chǎn)出來(lái)，所以一般的電子顯示屏都不能顯示出真彩色。

發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來(lái)出現(xiàn)了透明色的發(fā)光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。辨別發(fā)光二極管正負(fù)極的方法，有實(shí)驗(yàn)法和目測(cè)法。實(shí)驗(yàn)法就是通電看看能不能發(fā)光，若不能就是極性接錯(cuò)或是發(fā)光管損壞。

注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實(shí)際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1mA到3OmA。另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1．7V以上，所以一節(jié)1．5V的電池不能點(diǎn)亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬(wàn)用表的R×1檔到R×1K檔均不能測(cè)試發(fā)光二極管，而R×10K檔由于使用15V的電池，能把有的發(fā)光管點(diǎn)亮。

用眼睛來(lái)觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的兩個(gè)電極一大一小。一般來(lái)說(shuō)，電極較小、個(gè)頭較矮的一個(gè)是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個(gè)是它的負(fù)極。若是新買(mǎi)來(lái)的發(fā)光管，管腳較長(zhǎng)的一個(gè)是正極。

這是數(shù)字電路中常用的1N4148：

這是發(fā)光二極管：