二极管的工作原理以及它是如何整流的

这是一个电路，我们在电路上连接一个二极管，当电路通上交流电时，电路上的灯泡会不断的关闭和打开，从而不停的进行闪烁，这是为什么呢？我们打开二极管，可以发现二极管采用硅进行制造，硅的外层有4个电子，为了保持稳定状态，它会跟相邻的硅原子共用电子，从而达到8个电子的稳定状态。这种情况下硅是不导电的。为了使硅具有导电性，需要对硅进行掺杂。我们首先掺入磷元素，磷元素外面有5个电子，它与硅相结合时会多出来一个电子，这些电子可以自由移动，从而形成一个半导体，这种半导体也被称为N型半导体。除了掺杂磷元素，我们还可以掺入硼元素。硼元素的外部只有3个电子，它与硅原子相结合时，会缺少一个电子，形成一个空血，这种半导体也被称为P型半导体。现在我们将N型半导体和P型半导体组合在一起，就组成。成立一个PN节，由于N型半导体有自由电子，在PN节的连接处，N型半导体的自由电子就会流向P型半导体，从而填充P型半导体的空穴。由于P型半导体得到电子，那么P型半导体的边界处就会带上负电荷，而N型半导体失去电子，它的边界处就会带上正电荷，这会产生一个内间电场，导致电子无法继续往P型半导体流动，从而在PN节中间产生一道屏障，这道屏障也被称为耗尽区。现在我们在PN节上连接一个电源，正极连接P型半导体，负极连接N型半导体。当电池电压足够大时，那么N型半导体内的自由电子就会克服耗尽区产生的屏障，从而来到P型半导体，自由电子会不断向下一个空穴移动，最终将整个电路导通，如果我们将电池换个方向，会发生什么呢？回答这个问题前，如果你也想学习制作知识动画，可以下载左下角的精选APP。它里面。仅可以学习机械原理、工程建设，还能了解武器装备，赶紧下载试试吧。如果将电池换个方向，这会导致负极这边的电子填充P型半导体的空穴，使得N型半导体的电子无法向P型半导体的空穴移动，同时在正极的吸引下，N型半导体的电子会向正极移动，这会使得PN节的耗尽层越来越大，慢慢的电子无法克服耗尽层这道屏障，最终电子就不会再流动了，整个电路也就停止导通。我们回到开头的电路，由于电路接入的是交流电，交流电的正负极是会不断变换的，而电池是直流电，这就相当于我们不停的来回变换电池的方向，使得PN结一会导通一会截止，那么灯泡也就不停闪烁了。现在我们如图所示接上一个二极管，当通上交流电时，最终产生的将是如右图所示的单方向直流电。现在我们在二极管旁边再接上一个方向相反的二极管，这样一来就能产生一个连续的直流电了。这就是二极管的整流作用，也是二极管最常用的功能之一。

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