6、半导体电子学中的二极管：原理、特性与应用

半导体电子学中的二极管：原理、特性与应用

1. 变容二极管（Varactor）

变容二极管，也称为变容电容，是一种表现得像可变电容器的二极管。其PN结的作用类似于普通电容器的电介质和极板，因此它的符号也有其独特之处。变容二极管采用反向偏置的PN结，其结构使得二极管的电容随反向电压变化。这种电压控制的电容在调谐应用中非常有用，典型的电容值很小，通常在皮法（picofarads）级别。

在一个示例电路中，设隧道二极管两端的电压为 (V_{TD})，电阻两端的电压为 (V_{R})，有 (V_{TD}+V_{R}=0.6V) ，且 (V_{R}=20i) ，所以 (V_{TD}+20i = 0.6V) 。
- 当 (i = 0) 时，(V_{TD}=0.6V) ；
- 当 (V_{TD}=0) 时，(i=\frac{0.6}{20}=30mA) ；
- 同时还观察到，当 (V_{TD}\approx0.11V) 时，(i\approx25mA) ；当 (V_{TD}\approx0.29V) 时，(i\approx16mA) ；当 (V_{TD}\approx0.52V) 时，(i\approx4mA) 。

现在，变容二极管正在取代像电视调谐器中旧的可变电容器调谐电路。例如，在典型的变容二极管调谐电路中，直流控制电压 (V_{C}) 改变变容二极管的电容，从而形成谐振电路。

2. 光电子器件（Optoelectronic Devices）

光电子器件在其工作过程中要么产生光，要么利用光。以下是几种常见的光电子器件：
- 发光二极管（LED） ：发光二极管是为了取代用