二極管（Diode）可能是電子工程師最常聽到和最常用到的零件之一，二極管是具有兩個電極，即一個陽極和一個陰極的真空管。由於電子從陰極單向流動，因此常用於整流和檢測。

硅原子的最外層有4個電子，當最外層形成了8個電子，便會變成不導電的純淨硅晶體。將五個電子的磷原子加入純淨的硅原子中，磷原子的最外層就會多出了一個自由電子「多子」。而這個混合而成的，就是最外層負極電自由電子的N（negative）型半導體。

二極管具有單向導電性，可是N型半導體的電子隨電場方向運動，不具備二極管的性質。而P型半導體讓硅能夠單向導電。對硅晶體混入最外層有三個電子的硼原子，硼原子的最外層並不足8個電子，缺少電子的這個空位稱為空穴，這就是P（Positive）型半導體。

有多餘空穴的P型半導體接觸之後，N型中的多子會擴散到P型中的空穴，多子的運動方向只會由N型移到P型而不能反向流動，成功展示出二極管的單向導電性，稱為PN結，自然形成而不需要加電。

N型半導體帶正電，而P型半導體帶負電，因為磷原子失去了電子，而硼原子得到了電子。在PN結之間就形成了內建電場阻礙自由電子向P區擴散。有附加電壓，即P區加正電，N區加負電，令其突破內建電場的力才能令電子持續不斷地移動到P區。

附加電壓大於內建電場時，電子才會源源不絕地流向P區。如果施加反向電壓，增加了內建電場令其不導電。電流是正向流動的，但電子卻相反，這是由最初定義時一直沿用至今。

最後為兩種半導體加一個外殼，再為N區加入標記，代示負極，加上兩個引腳就是一個二極管了。電源整流用的整流器的壽命通常很短，因為極板電流很大並且發熱也很大。根據設備的不同，上升時間和浪湧電流會出現問題，但是由於可以用半導體二極管代替它，有時候僅用半導體代替整流管。

●洪文正

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