二极管是用半导体材料制成的一种电子器件，由PN结、外部引线、管壳封装而成，文字符号为VD。二极管有两个电极，由P区引出的电极称为阳极（正极），由N区引出的电极称为阴极（负极）；因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。
二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，其本质是在外加正向电压的作用下，P区中的空穴和N区的电子在不断进行扩散运动，两者与PN结处中的正负离子不断进行中和，从而使PN结范围不断变窄，最后导通。
作为最基础的分立器件，二极管在几乎所有电子电路中都有用处，二极管的单向导电性，能在开关电路、保护电路、稳压电路等各种场景中发挥作用。随着需求的不断更新和发展，二极管自身也发展出各式各样的形态，以下为十余种常见、常用二极管的电路图表示法：
二极管的核心是PN结，这一结构的构造，要从晶圆工艺方面去理解。半导体硅晶圆按照掺杂物质的不同，分为N型晶圆和P型晶圆。N型晶圆是通过将硅晶体与掺有额外自由电子的元素（通常是磷或砷）掺杂制成的，能在硅晶体中增加额外的自由电子。P型晶圆是通过将硅晶体与掺有可以接受电子的元素（通常是硼）掺杂制成的，硅晶体中的自由电子数量减少，产生了“空穴”或正电荷空间。
进入半导体材料的扩散掺杂工序，N型材料与P型材料按照不同比例掺杂，可调整硅材阻值，这就是制造二极管、晶体管等集成电路基本结构的初始材料。
从分立向集成的发展
回顾集成电路的发展史，早在1950年代，电子设备中的真空管逐渐被晶体管等取代，二极管等基本的电路器件都开始以晶体管形式制造。相比原先的真空管，晶体管在体积、寿命方面都有了长足进步，但器件各自分立，所构造出的电路还是过于庞杂。面对这种情况，德州仪器的工程师杰克·基尔比把二极管、三极管、电阻、电容等器件排布在同一块衬底上，并加以连接，这就是最初的集成电路（IC），这毫无疑问是具有划时代意义的发明。
基尔比的集成电路是以锗（Ge）材料为基础，基本是在同时期，仙童半导体的罗伯特·诺伊斯开发出了基于硅（Si）材料的集成电路。相比基尔比的电路对各个部分采用飞线连接，诺伊斯则是在同一硅片上直接构造出各个器件。实际上诺伊斯的发明更接近今天意义上的“芯片”，首先材料是硅，制造工艺则是类似于晶体管平面工艺。
基尔比与诺伊斯的集成电路对比 来源：互联网
随着晶体管制程的不断微缩，我们得以在更小的芯片面积上，集成更多的基本结构。以我们当今的产品为例，从这枚LM158运算放大器的结构图中，即可看到有二极管、三极管、电阻等基本结构，电子工程师可通过此图了解产品具体构造及工作原理，进而合理使用。
ST品牌LM158放大器结构图 来源：该产品Datasheet
结语
二极管作为重要的分立器件，在各种电路中都能找到其身影。而在集成电路中，它也是重要的基本结构。IC产业发展至今天，在各类集成电路的结构中，都能找到二极管的身影。了解二极管，有助于我们更深入地理解集成电路，从最基本的结构层级出发，掌握各种器件的工作原理。
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