什么是二极管？二极管是如何工作的？

        什么是二极管?

　　二极管它们通常有一个黑色的圆柱形主体，当然二极管它不仅仅只是黑色的，还有琉璃管，是因为它的一端有一条条纹，还有一些引出的导线，可以让我们把它用来连接到电路中。有极性，有线的那端是正极(阳极)，另一端则是负极(阴极)。

　　二极管只允许电流朝一个方向流动。

　　如果我们想象一个装有旋启阀的水管。当水流过管道时，它会推开旋启式闸门并继续流过。但是，如果水改变方向，水会推动闸门关闭，阻止水流。所以水只能朝一个方向流动。这很像二极管，所以我们用它来控制电路中的电流方向。

　　现在我们用电子流来制作动画，电子流就是电子从负向正流动的地方。然而，在电子工程中，传统上采用由正到负的常规流动。条纹端连接到负极，黑色端连接到正极，以便充当导体。我们称之为向前流动。如果我们翻转二极管，它将起到绝缘体的作用，电流就不能流动了。我们称之为反向偏差。

　    二极管是如何工作的?

　　如你所知，电是随着原子间自由电子的流动。我们使用铜线是因为铜有很多自由电子，这使得电流很容易通过。所以我们用橡胶把铜线绝缘，可以用来保护我们的安全，因为橡胶是一种绝缘体，这意味着它的电子被紧紧地抓住，因此不能在原子之间移动。

　　如果我们看一个金属导体原子的基本模型，我们的核心是原子核，原子核被许多轨道壳层包围着，这些壳层容纳着电子。每一个壳层都有最大数量的电子，一个电子必须有一定的能量才能被每个壳层接受。离原子核最远的电子具有最大的能量。最外层的壳层叫做价壳层，导体的价壳层中有1到3个电子。

　　电子被原子核固定。但还有另一种外壳叫做导带。如果一个电子能到达这个位置，那么它就可以从原子中挣脱出来，移动到另一个原子上。对于铜这样的金属原子，导带和价壳层重叠，所以电子很容易移动。有了绝缘体，最外层的外壳就被包装起来了。电子几乎没有空间加入。原子核紧紧地抓住了电子，而且导带离我们很远，所以电子无法到达这个位置逃逸。因此电不能流过这种材料。

　　然而，还有另一种材料叫做半导体。硅是半导体的一个例子。对于这种材料，最外层的电子太多，它不可能成为导体，所以它的行为就像一个绝缘体。但必须要注意的点是因为导带很近，如果我们提供一些外部能量，一些电子将获得足够的能量，使之从帷幔跃迁进入导带而变得自由。因此，这种材料既可以作为绝缘体，也可以作为导体。

　　纯硅几乎没有自由电子，所以工程师要做的就是在硅中掺杂少量其他材料来改变其电性能。我们称之为P型和N型掺杂。我们将这些掺杂的材料结合起来形成二极管。

　　在二极管内部，我们有两个引线，阳极和阴极，它们连接到一些薄板上。在这些极板之间，阳极侧有一层P型掺杂硅，阴极侧有一层N型掺杂硅。整个装置被包裹在一种树脂中，以绝缘和保护材料。

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