详解二极管所有基础知识点

1、早期的二极早期的二极管包含“猫须晶体"(Cat's Whisker Crystals)和真空管。世界上第一只电子二极管一一真空电子二极管。它是依靠阴极热发射电子 到阳极实现导通。电子二极管原理电子在电场作用电热丝加热负极电源正负极接反则不能导电，它是一种能够单向传导电流的电子器件。早 期电子二极管存在体积大、需预热、功耗大、易破碎等问题，促使了晶体二极管的发明。晶体二极管乂称半导体二极管。1947年，美国人发明。在半导体二极管内部有一个PN 结和两个引出端。r?这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。现今最普遍 的二极管大多是使用半导体材料如硅或错。晶体二极管结

2、构晶体二极管的核心是"结，关于”结首先要了解三个概念。本征半导体：指不含任何掺杂元素的半导体，如纯硅晶片或纯倍晶片。 P型半导体：掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体，如在本征半导体 中Si (4+)中掺入Al(3+)的半导体。 N型半导体：掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体，如在本征半导体 中硅Si (4+)中掺入磷P(5+)的半导体。由P型半导体和'型半导体相接触时，就产生一个独特的"结界面，在界 面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。°觥 6 ) ©唯 *3'>)、以喳© *) 一一 .y咏巴>当外加电压

3、等于零时，由于PX结两边教流子的浓度差引起扩散电流和由自 建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的PN结。以P结为核心结构，加上引线或引脚形成单向导电的二极管。按PN结结构不同分类按材料不同分类当外加电压方向由P极指向'极时，导通。晶体二极管分类晶体二极管可按材料不同和P结结构不同,点接触型二极管”点接触型二极管是在错或硅材料的单晶片上压触一根金属针后，再通过电 流法而形成的。其p结的静电容量小，适用于高频电路。因为构造简单，所以价格便宜。 对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言，它是应用范围 较广的类型。与面结型相比较，点接触型二极管正向特性和反向特性

4、都差，因 此不能使用于大电流和整流。制作工艺：将细铝丝的一端接在阳极引线上，另一端压在掺杂过的'型半 导体上。加上电压后，细铝丝在接触点处融化并渗入融化部分的中。这样，接 触点实际上是P型半导体，并附着在'型半导体上形成”结。正极引线负极引战面接触型二极管培合金小球例硅 金镉合金底座面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（儿安到几十 安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。面接触型晶体二极管 比较适用于大电流开关。正极引线LN型硅陛硅T负极引线平面型二极管平面型二极管是一种特制的硅二极管，得名于半导体表面被制作得平整。 最初，对于被使用的半导体材料是

5、采用外延法形成的，故乂把平面型称为外延 平面型。在半导体单晶片(主要地是'型硅单晶片)上，扩散P型杂质，利用硅片表 面氧化膜的屏蔽作川，在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的PN结。 因”结合的表面被氧化膜覆盖，稳定性好和寿命长。它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频 电路中。晶体二极管主要特性二极管的伏安特性曲线如下:外加电压Uw方向为时，Uw大于起动电压，二极管导通；外加电压Uw方向为N-P时，Uw大于反向击穿电压，二极管击穿。晶体二极管性能参数 最大整流电流1dm：二极管连续工作允许通过的最大正向电流；电流过大， 二极管会因过热烧毁；大电流整流可加

6、装散热片。 最大反向电压Urm： Urm一般小于反向击穿电压，选规格以Urm为准，并留 有余量；过电压易损坏二极管。 反向饱和电流Is：二极管外加反向电压时的电流值；Is反向击穿前很小， 变化也很小；Is会随温度的升高而升高，一般地，常温下硅管IsluA,楮 管 Is=30"300 pAo 最高工作频率Fm：指二极管能保持良好工作特性的最高工作频率。不同用途的二极管差异整流二极管大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying) ” 功能，将交流电能转变为直流电能。面接触结构，多采用硅材料，能承受较大的正向电流和较高的反向电压。 性能较稳定，但因结电容较大，不

7、宜匚作在高频电路中，所以不能作为检波管 使用。有金属和塑料封装。检波二极管检波二极管是用于把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有 较高的检波效率和良好的频率特性。错材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小，结电容小，检波效 率高，频率特性好，为2Ap型。类似点触型那样检波用的二极管，除用于检波外，还能够用于限幅、削波、 调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管 组合件。多采用玻璃封装或陶瓷外壳封装，以获得良好的高频特性。开关二极管关二极管是半导体二极管的一种，是为在电路上进行“开”、“关”而特 殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为

8、导通所需的时间比 一般二极管短。开关二极管的势垒电容一般极小，这就相当于堵住了势垒电容这条路，达 到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。开关二极管从截止（高阻状态）到导通（低阻状态）的时间叫开通时间；从导 通到截止的时间叫反向恢复时间；两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复 时间大于开通时间，故在开关二极管的使川参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的，像硅开关二极管的反向恢复时间只有儿纳秒，即使是错开关二极管，也不过几百纳秒。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点，广泛应 用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。稳压二

9、极管稳压二极管，是指利用p结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而 电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多，反向特性是 在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当 反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿。变容二极管变容二极管(Varactor Diodes) 乂称可变电抗二极管。材料多为硅或硅化 银单晶，并采用外延工艺技术。它一种利用P结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理 制成的二极管，其结构图如下。00OOOOPN结电容变容二极管的作用是利用p结之间电容可变的原理制成

10、的半导体器件，在 高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。变容二极管属于反偏压二极管，改变其p结上的反向偏压，即可改变” 结电容量。反向偏压越高，结电容则越少，反向偏压与结电容之间的关系是非 线性的。变容二极管的电容值与反向偏压值的关系图解:造成电容减少; 造成电容增加; 则结电容愈小。反向偏压增加, 反向偏压减少, 反偏电压愈大,发光二极管发光二极管简称为LED。由含钱(Ga)、碑(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物 制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。碑 化线二极管发红光，磷化线二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化钱二极 管发蓝光。因化学性质乂分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LEDo阻尼二极管阻尼二极管类似于高频、高压整流二极管，其特点是具有较低有电压降和 较高的工作频率，且能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流