[導(dǎo)讀]電子元件家族當(dāng)中，有一種只允許電流由單一方向流過，具有兩個(gè)電極的元件，稱為二極管，英文是“Diode”，是現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的基石。
電子元件家族當(dāng)中，有一種只允許電流由單一方向流過，具有兩個(gè)電極的元件，稱為二極管，英文是“Diode”，是現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的基石。
早期的二極管
早期的二極管包含“貓須晶體”(Cat's Whisker Crystals)和真空管(ThermionicValves)。
電源正負(fù)極接反則不能導(dǎo)電，它是一種能夠單向傳導(dǎo)電流的電子器件。早期電子二極管存在體積大、需預(yù)熱、功耗大、易破碎等問題，促使了晶體二極管的發(fā)明。
晶體二極管
又稱半導(dǎo)體二極管。1947年，美國人發(fā)明。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)引出端。
晶體二極管結(jié)構(gòu)
晶體二極管的核心是PN結(jié)，關(guān)于PN結(jié)首先要了解三個(gè)概念。
當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于PN結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的PN結(jié)。
當(dāng)外加電壓方向由P極指向N極時(shí)，導(dǎo)通。
晶體二極管分類
晶體二極管可按材料不同和PN結(jié)結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)行分類。
點(diǎn)接觸型二極管
點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后，再通過電流法而形成的。
其PN結(jié)的靜電容量小，適用于高頻電路。因?yàn)闃?gòu)造簡單，所以價(jià)格便宜。對于小信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言，它是應(yīng)用范圍較廣的類型。與面結(jié)型相比較，點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差，因此不能使用于大電流和整流。
面接觸型二極管
面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流(幾安到幾十安)，主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。面接觸型晶體二極管比較適用于大電流開關(guān)。 平面型二極管
平面型二極管是一種特制的硅二極管，得名于半導(dǎo)體表面被制作得平整。最初，對于被使用的半導(dǎo)體材料是采用外延法形成的，故又把平面型稱為外延平面型。
晶體二極管主要特性
二極管的伏安特性曲線如下：
晶體二極管性能參數(shù)
不同用途的二極管差異
整流二極管
大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能， 將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔堋?/span>
面接觸結(jié)構(gòu)，多采用硅材料，能承受較大的正向電流和較高的反向電壓。性能較穩(wěn)定，但因結(jié)電容較大，不宜工作在高頻電路中，所以不能作為檢波管使用。有金屬和塑料封裝。
檢波二極管是用于把疊加在高頻載波上的低頻信號(hào)檢出來的器件，它具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。
鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz，正向壓降小，結(jié)電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。
關(guān)二極管是半導(dǎo)體二極管的一種，是為在電路上進(jìn)行“開”、“關(guān)”而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。它由導(dǎo)通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通所需的時(shí)間比一般二極管短。
開關(guān)二極管的勢壘電容一般極小，這就相當(dāng)于堵住了勢壘電容這條路，達(dá)到了在高頻條件下還可以保持好的單向?qū)щ娦缘男Ч?/span>
穩(wěn)壓二極管，是指利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。
變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)又稱"可變電抗二極管"。材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術(shù)。
變?nèi)荻O管的電容值與反向偏壓值的關(guān)系圖解：
發(fā)光二極管簡稱為LED。由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。
阻尼二極管
阻尼二極管類似于高頻、高壓整流二極管，其特點(diǎn)是具有較低有電壓降和較高的工作頻率，且能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流。
二極管芯組
整流橋堆(半橋、全橋)：
高壓硅堆(多個(gè)硅二極管串聯(lián))：
二極管的檢測
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早期的二極管包含“貓須晶體”(Cat's Whisker Crystals)和真空管(ThermionicValves)。
電源正負(fù)極接反則不能導(dǎo)電，它是一種能夠單向傳導(dǎo)電流的電子器件。早期電子二極管存在體積大、需預(yù)熱、功耗大、易破碎等問題，促使了晶體二極管的發(fā)明。
又稱半導(dǎo)體二極管。1947年，美國人發(fā)明。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)引出端。
晶體二極管的核心是PN結(jié)，關(guān)于PN結(jié)首先要了解三個(gè)概念。
- 本征半導(dǎo)體：指不含任何摻雜元素的半導(dǎo)體，如純硅晶片或純鍺晶片。
- P型半導(dǎo)體：摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體，如在本征半導(dǎo)體中Si(4+)中摻入Al(3+)的半導(dǎo)體。
- N型半導(dǎo)體：摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體，如在本征半導(dǎo)體中硅Si(4+)中摻入磷P(5+)的半導(dǎo)體。
當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于PN結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的PN結(jié)。
當(dāng)外加電壓方向由P極指向N極時(shí)，導(dǎo)通。
晶體二極管可按材料不同和PN結(jié)結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)行分類。
點(diǎn)接觸型二極管
點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后，再通過電流法而形成的。
其PN結(jié)的靜電容量小，適用于高頻電路。因?yàn)闃?gòu)造簡單，所以價(jià)格便宜。對于小信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言，它是應(yīng)用范圍較廣的類型。與面結(jié)型相比較，點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差，因此不能使用于大電流和整流。
面接觸型二極管
面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流(幾安到幾十安)，主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。面接觸型晶體二極管比較適用于大電流開關(guān)。
平面型二極管 平面型二極管是一種特制的硅二極管，得名于半導(dǎo)體表面被制作得平整。最初，對于被使用的半導(dǎo)體材料是采用外延法形成的，故又把平面型稱為外延平面型。
二極管的伏安特性曲線如下：
- 外加電壓Uw方向?yàn)镻→N時(shí)，Uw大于起動(dòng)電壓，二極管導(dǎo)通；
- 外加電壓Uw方向?yàn)镹→P時(shí)，Uw大于反向擊穿電壓，二極管擊穿。
- 最大整流電流Idm：二極管連續(xù)工作允許通過的最大正向電流；電流過大，二極管會(huì)因過熱燒毀；大電流整流可加裝散熱片。
- 最大反向電壓Urm：Urm一般小于反向擊穿電壓，選規(guī)格以Urm為準(zhǔn)，并留有余量；過電壓易損壞二極管。
- 反向飽和電流Is：二極管外加反向電壓時(shí)的電流值；Is反向擊穿前很小，變化也很?。籌s會(huì)隨溫度的升高而升高，一般地，常溫下硅管Is<1μA，鍺管Is=30~300μA。
- 最高工作頻率Fm：指二極管能保持良好工作特性的最高工作頻率。
整流二極管
大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能， 將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔堋?/span>
面接觸結(jié)構(gòu)，多采用硅材料，能承受較大的正向電流和較高的反向電壓。性能較穩(wěn)定，但因結(jié)電容較大，不宜工作在高頻電路中，所以不能作為檢波管使用。有金屬和塑料封裝。
檢波二極管是用于把疊加在高頻載波上的低頻信號(hào)檢出來的器件，它具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。
鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz，正向壓降小，結(jié)電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。
關(guān)二極管是半導(dǎo)體二極管的一種，是為在電路上進(jìn)行“開”、“關(guān)”而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。它由導(dǎo)通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通所需的時(shí)間比一般二極管短。
開關(guān)二極管的勢壘電容一般極小，這就相當(dāng)于堵住了勢壘電容這條路，達(dá)到了在高頻條件下還可以保持好的單向?qū)щ娦缘男Ч?/span>
穩(wěn)壓二極管，是指利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。
變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)又稱"可變電抗二極管"。材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術(shù)。
變?nèi)荻O管的電容值與反向偏壓值的關(guān)系圖解：
- 反向偏壓增加，造成電容減少；
- 反向偏壓減少，造成電容增加；
- 反偏電壓愈大，則結(jié)電容愈小。
發(fā)光二極管簡稱為LED。由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。
阻尼二極管
阻尼二極管類似于高頻、高壓整流二極管，其特點(diǎn)是具有較低有電壓降和較高的工作頻率，且能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流。
二極管芯組
整流橋堆(半橋、全橋)：
高壓硅堆(多個(gè)硅二極管串聯(lián))：
二極管的檢測
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