二极管详解.doc

1、二极管 二极管的特性与应用 二极管的工作原理 二极管的类型 二极管的导电特性 二极管的主要参数 半导体二极管参数符号及其意义 二极管的识别 二极管型号命名方法 二极管和半导体的关系 测试二极管的好坏 二极管的特性与应用 二极管的工作原理 二极管的类型 二极管的导电特性 二极管的主要参数 半导体二极管参数符号及其意义 二极管的识别 二极管型号命名方法 二极管和半导体的关系 测试二极管的好坏 半 导 体 二 极 管 又 称 晶 体 二 极 管 ,简 称 二 极 管 (diode);它 只 往 一 个 方 向 传 送 电 流 的 电 子 零 件 。 它 是 一 种 具 有1 个 零 件 号接 合 的

2、 2 个 端 子 的 器 件 ， 具 有 按 照 外 加 电 压 的 方 向 ， 使 电 流 流 动 或 不 流 动 的 性 质 。 二 极 管 的 特 性 与 应 用几 乎 在 所 有 的 电 子 电 路 中 ， 都 要 用 到 半 导 体 二 极 管 ， 它 在 许 多 的 电 路 中 起 着 重 要 的 作 用 ， 它 是 诞 生最 早 的 半 导 体 器 件 之 一 ， 其 应 用 也 非 常 广 泛 。 二 极 管 的 管 压 降 ： 硅 二 极 管 （ 不 发 光 类 型 ） 正 向 管 压 降 0.7V， 发 光 二 极 管 正 向 管 压 降 为 随 不 同 发光 颜 色 而

3、不 同 。二 极 管 的 应 用1、 整 流 二 极 管利 用 二 极 管 单 向 导 电 性 ， 可 以 把 方 向 交 替 变 化 的 交 流 电 变 换 成 单 一 方 向 的 脉 动 直 流 电 。2、 开 关 元 件二 极 管 在 正 向 电 压 作 用 下 电 阻 很 小 ， 处 于 导 通 状 态 ， 相 当 于 一 只 接 通 的 开 关 ； 在 反 向 电 压 作 用 下 ，电 阻 很 大 ， 处 于 截 止 状 态 ， 如 同 一 只 断 开 的 开 关 。 利 用 二 极 管 的 开 关 特 性 ， 可 以 组 成 各 种 逻 辑 电 路 。3、 限 幅 元 件二 极 管

4、 正 向 导 通 后 ， 它 的 正 向 压 降 基 本 保 持 不 变 （ 硅 管 为 0.7V， 锗 管 为 0.3V） 。 利 用 这 一 特 性， 在 电 路 中 作 为 限 幅 元 件 ， 可 以 把 信 号 幅 度 限 制 在 一 定 范 围 内 。4、 继 流 二 极 管在 开 关 电 源 的 电 感 中 和 继 电 器 等 感 性 负 载 中 起 继 流 作 用 。5、 检 波 二 极 管在 收 音 机 中 起 检 波 作 用 。6、 变 容 二 极 管使 用 于 电 视 机 的 高 频 头 中 。7、 显 示 元 件用 于 电 视 机 显 示 器 上 。 二 极 管 的 工

5、作 原 理晶 体 二 极 管 为 一 个 由 p 型 半 导 体 和 n 型 半 导 体 形 成 的 p-n 结 ， 在 其 界 面 处 两 侧 形 成 空 间 电 荷 层 ，并 建 有 自 建 电 场 。 当 不 存 在 外 加 电 压 时 ， 由 于 p-n 结 两 边 载 流 子 浓 度 差 引 起 的 扩 散 电 流 和 自 建 电 场 引起 的 漂 移 电 流 相 等 而 处 于 电 平 衡 状 态 。 当 外 界 有 正 向 电 压 偏 置 时 ， 外 界 电 场 和 自 建 电 场 的 互 相 抑 消 作 用使 载 流 子 的 扩 散 电 流 增 加 引 起 了 正 向 电 流

6、。 当 外 界 有 反 向 电 压 偏 置 时 ， 外 界 电 场 和 自 建 电 场 进 一 步 加 强， 形 成 在 一 定 反 向 电 压 范 围 内 与 反 向 偏 置 电 压 值 无 关 的 反 向 饱 和 电 流 I0。 当 外 加 的 反 向 电 压 高 到 一 定程 度 时 ， p-n 结 空 间 电 荷 层 中 的 电 场 强 度 达 到 临 界 值 产 生 载 流 子 的 倍 增 过 程 ， 产 生 大 量 电 子 空 穴 对 ， 产生 了 数 值 很 大 的 反 向 击 穿 电 流 ， 称 为 二 极 管 的 击 穿 现 象 。 二 极 管 的 类 型二 极 管 种 类

7、有 很 多 ， 按 照 所 用 的 半 导 体 材 料 ， 可 分 为 锗 二 极 管 （ Ge 管 ） 和 硅 二 极 管 （ Si 管 ） 。根 据 其 不 同 用 途 ， 可 分 为 检 波 二 极 管 、 整 流 二 极 管 、 稳 压 二 极 管 、 开 关 二 极 管 、 隔 离 二 极 管 、 肖 特 基 二极 管 、 发 光 二 极 管 、 硅 功 率 开 关 二 极 管 、 旋 转 二 极 管 等 。 按 照 管 芯 结 构 ， 又 可 分 为 点 接 触 型 二 极 管 、 面接 触 型 二 极 管 及 平 面 型 二 极 管 。 点 接 触 型 二 极 管 是 用 一 根

8、 很 细 的 金 属 丝 压 在 光 洁 的 半 导 体 晶 片 表 面 ， 通以 脉 冲 电 流 ， 使 触 丝 一 端 与 晶 片 牢 固 地 烧 结 在 一 起 ， 形 成 一 个 “PN 结 ”。 由 于 是 点 接 触 ， 只 允 许 通 过 较小 的 电 流 （ 不 超 过 几 十 毫 安 ） ， 适 用 于 高 频 小 电 流 电 路 ， 如 收 音 机 的 检 波 等 。 面 接 触 型 二 极 管 的 “PN结 ”面 积 较 大 ， 允 许 通 过 较 大 的 电 流 （ 几 安 到 几 十 安 ） ， 主 要 用 于 把 交 流 电 变 换 成 直 流 电 的 “整 流 ”

9、电 路中 。 平 面 型 二 极 管 是 一 种 特 制 的 硅 二 极 管 ， 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 。 一 、 根 据 构 造 分 类半 导 体 二 极 管 主 要 是 依 靠 PN 结 而 工 作 的 。 与 PN 结 不 可 分 割 的 点 接 触 型 和 肖 特 基 型 ， 也 被 列 入 一般 的 二 极 管 的 范 围 内 。 包 括 这 两 种 型 号 在 内 ， 根 据 PN 结 构 造 面 的 特 点 ， 把 晶 体 二 极 管 分 类 如 下 ：1、 点 接

10、 触 型 二 极 管点 接 触 型 二 极 管 是 在 锗 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 。 因 此 ， 其 PN 结 的 静 电 容 量 小 ， 适 用 于 高 频 电 路 。 但 是 ， 与 面 结 型 相 比 较 ， 点 接 触 型 二 极 管 正 向 特 性 和 反 向 特 性 都差 ， 因 此 ， 不 能 使 用 于 大 电 流 和 整 流 。 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

11、 ， 它 是 应 用 范 围 较 广 的 类 型 。2、 键 型 二 极 管键 型 二 极 管 是 在 锗 或 硅 的 单 晶 片 上 熔 接 或 银 的 细 丝 而 形 成 的 。 其 特 性 介 于 点 接 触 型 二 极 管 和 合 金 型二 极 管 之 间 。 与 点 接 触 型 相 比 较 ， 虽 然 键 型 二 极 管 的 PN 结 电 容 量 稍 有 增 加 ， 但 正 向 特 性 特 别 优 良 。多 作 开 关 用 ， 有 时 也 被 应 用 于 检 波 和 电 源 整 流 （ 不 大 于 50mA） 。 在 键 型 二 极 管 中 ， 熔 接 金 丝 的 二 极管 有 时

12、被 称 金 键 型 ， 熔 接 银 丝 的 二 极 管 有 时 被 称 为 银 键 型 。3、 合 金 型 二 极 管在 N 型 锗 或 硅 的 单 晶 片 上 ， 通 过 合 金 铟 、 铝 等 金 属 的 方 法 制 作 PN 结 而 形 成 的 。 正 向 电 压 降 小 ，适 于 大 电 流 整 流 。 因 其 PN 结 反 向 时 静 电 容 量 大 ， 所 以 不 适 于 高 频 检 波 和 高 频 整 流 。4、 扩 散 型 二 极 管在 高 温 的 P 型 杂 质 气 体 中 ， 加 热 N 型 锗 或 硅 的 单 晶 片 ， 使 单 晶 片 表 面 的 一 部 变 成 P 型

13、 ， 以 此 法PN 结 。 因 PN 结 正 向 电 压 降 小 ， 适 用 于 大 电 流 整 流 。 最 近 ， 使 用 大 电 流 整 流 器 的 主 流 已 由 硅 合 金 型 转 移到 硅 扩 散 型 。5、 台 面 型 二 极 管PN 结 的 制 作 方 法 虽 然 与 扩 散 型 相 同 ， 但 是 ， 只 保 留 PN 结 及 其 必 要 的 部 分 ， 把 不 必 要 的 部 分 用 药品 腐 蚀 掉 。 其 剩 余 的 部 分 便 呈 现 出 台 面 形 ， 因 而 得 名 。 初 期 生 产 的 台 面 型 ， 是 对 半 导 体 材 料 使 用 扩 散 法而 制 成

14、的 。 因 此 ， 又 把 这 种 台 面 型 称 为 扩 散 台 面 型 。 对 于 这 一 类 型 来 说 ， 似 乎 大 电 流 整 流 用 的 产 品 型 号很 少 ， 而 小 电 流 开 关 用 的 产 品 型 号 却 很 多 。6、 平 面 型 二 极 管在 半 导 体 单 晶 片 （ 主 要 地 是 N 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 用， 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 此 ， 不 需 要 为 调 整 PN 结 面 积 的 药

15、 品腐 蚀 作 用 。 由 于 半 导 体 表 面 被 制 作 得 平 整 ， 故 而 得 名 。 并 且 ， PN 结 合 的 表 面 ， 因 被 氧 化 膜 覆 盖 ， 所 以公 认 为 是 稳 定 性 好 和 寿 命 长 的 类 型 。 最 初 ， 对 于 被 使 用 的 半 导 体 材 料 是 采 用 外 延 法 形 成 的 ， 故 又 把 平 面型 称 为 外 延 平 面 型 。 对 平 面 型 二 极 管 而 言 ， 似 乎 使 用 于 大 电 流 整 流 用 的 型 号 很 少 ， 而 作 小 电 流 开 关 用 的型 号 则 很 多 。7、 合 金 扩 散 型 二 极 管它 是

16、 合 金 型 的 一 种 。 合 金 材 料 是 容 易 被 扩 散 的 材 料 。 把 难 以 制 作 的 材 料 通 过 巧 妙 地 掺 配 杂 质 ， 就 能与 合 金 一 起 过 扩 散 ， 以 便 在 已 经 形 成 的 PN 结 中 获 得 杂 质 的 恰 当 的 浓 度 分 布 。 此 法 适 用 于 制 造 高 灵 敏 度的 变 容 二 极 管 。8、 外 延 型 二 极 管用 外 延 面 长 的 过 程 制 造 PN 结 而 形 成 的 二 极 管 。 制 造 时 需 要 非 常 高 超 的 技 术 。 因 能 随 意 地 控 制 杂 质的 不 同 浓 度 的 分 布 ， 故

17、 适 宜 于 制 造 高 灵 敏 度 的 变 容 二 极 管 。9、 肖 特 基 二 极 管基 本 原 理 是 ： 在 金 属 （ 例 如 铅 ） 和 半 导 体 （ N 型 硅 片 ） 的 接 触 面 上 ， 用 已 形 成 的 肖 特 基 来 阻 挡 反 向电 压 。 肖 特 基 与 PN 结 的 整 流 作 用 原 理 有 根 本 性 的 差 异 。 其 耐 压 程 度 只 有 40V 左 右 。 其 特 长 是 ： 开 关速 度 非 常 快 ： 反 向 恢 复 时 间 trr 特 别 地 短 。 因 此 ， 能 制 作 开 关 二 极 和 低 压 大 电 流 整 流 二 极 管 。二

18、、 根 据 用 途 分 类1、 检 波 用 二 极 管就 原 理 而 言 ， 从 输 入 信 号 中 取 出 调 制 信 号 是 检 波 ， 以 整 流 电 流 的 大 小 （ 100mA） 作 为 界 线 通 常 把输 出 电 流 小 于 100mA 的 叫 检 波 。 锗 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

19、 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 。2、 整 流 用 二 极 管就 原 理 而 言 ， 从 输 入 交 流 中 得 到 输 出 的 直 流 是 整 流 。 以 整 流 电 流 的 大 小 （ 100mA） 作 为 界 线 通 常把 输 出 电 流 大 于 100mA 的 叫 整 流 。 面 结 型 ， 工 作 频 率 小 于 KHz， 最 高 反 向 电 压 从 25 伏 至 3000 伏 分A X 共 22 档 。 分 类 如 下 ： 硅 半 导 体 整 流 二 极 管 2CZ 型 、 硅 桥

20、 式 整 流 器 QL 型 、 用 于 电 视 机 高压 硅 堆 工 作 频 率 近 100KHz 的 2CLG 型 。3、 限 幅 用 二 极 管大 多 数 二 极 管 能 作 为 限 幅 使 用 。 也 有 象 保 护 仪 表 用 和 高 频 齐 纳 管 那 样 的 专 用 限 幅 二 极 管 。 为 了 使 这些 二 极 管 具 有 特 别 强 的 限 制 尖 锐 振 幅 的 作 用 ， 通 常 使 用 硅 材 料 制 造 的 二 极 管 。 也 有 这 样 的 组 件 出 售 ： 依据 限 制 电 压 需 要 ， 把 若 干 个 必 要 的 整 流 二 极 管 串 联 起 来 形 成

21、一 个 整 体 。4、 调 制 用 二 极 管通 常 指 的 是 环 形 调 制 专 用 的 二 极 管 。 就 是 正 向 特 性 一 致 性 好 的 四 个 二 极 管 的 组 合 件 。 即 使 其 它 变 容二 极 管 也 有 调 制 用 途 ， 但 它 们 通 常 是 直 接 作 为 调 频 用 。5、 混 频 用 二 极 管使 用 二 极 管 混 频 方 式 时 ， 在 500 10,000Hz 的 频 率 范 围 内 ， 多 采 用 肖 特 基 型 和 点 接 触 型 二 极 管 。6、 放 大 用 二 极 管用 二 极 管 放 大 ， 大 致 有 依 靠 隧 道 二 极 管 和

22、 体 效 应 二 极 管 那 样 的 负 阻 性 器 件 的 放 大 ， 以 及 用 变 容 二 极管 的 参 量 放 大 。 因 此 ， 放 大 用 二 极 管 通 常 是 指 隧 道 二 极 管 、 体 效 应 二 极 管 和 变 容 二 极 管 。7、 开 关 用 二 极 管有 在 小 电 流 下 （ 10mA 程 度 ） 使 用 的 逻 辑 运 算 和 在 数 百 毫 安 下 使 用 的 磁 芯 激 励 用 开 关 二 极 管 。 小 电流 的 开 关 二 极 管 通 常 有 点 接 触 型 和 键 型 等 二 极 管 ， 也 有 在 高 温 下 还 可 能 工 作 的 硅 扩 散 型

23、 、 台 面 型 和 平 面型 二 极 管 。 开 关 二 极 管 的 特 长 是 开 关 速 度 快 。 而 肖 特 基 型 二 极 管 的 开 关 时 间 特 短 ， 因 而 是 理 想 的 开 关 二极 管 。 2AK 型 点 接 触 为 中 速 开 关 电 路 用 ； 2CK 型 平 面 接 触 为 高 速 开 关 电 路 用 ； 用 于 开 关 、 限 幅 、 钳 位或 检 波 等 电 路 ； 肖 特 基 （ SBD） 硅 大 电 流 开 关 ， 正 向 压 降 小 ， 速 度 快 、 效 率 高 。8、 变 容 二 极 管用 于 自 动 频 率 控 制 （ AFC） 和 调 谐 用

24、 的 小 功 率 二 极 管 称 变 容 二 极 管 。 日 本 厂 商 方 面 也 有 其 它 许 多 叫法 。 通 过 施 加 反 向 电 压 ， 使 其 PN 结 的 静 电 容 量 发 生 变 化 。 因 此 ， 被 使 用 于 自 动 频 率 控 制 、 扫 描 振 荡、 调 频 和 调 谐 等 用 途 。 通 常 ， 虽 然 是 采 用 硅 的 扩 散 型 二 极 管 ， 但 是 也 可 采 用 合 金 扩 散 型 、 外 延 结 合 型 、双 重 扩 散 型 等 特 殊 制 作 的 二 极 管 ， 因 为 这 些 二 极 管 对 于 电 压 而 言 ， 其 静 电 容 量 的 变

25、 化 率 特 别 大 。 结 电 容随 反 向 电 压 VR 变 化 ， 取 代 可 变 电 容 ， 用 作 调 谐 回 路 、 振 荡 电 路 、 锁 相 环 路 ， 常 用 于 电 视 机 高 频 头 的 频道 转 换 和 调 谐 电 路 ， 多 以 硅 材 料 制 作 。9、 频 率 倍 增 用 二 极 管对 二 极 管 的 频 率 倍 增 作 用 而 言 ， 有 依 靠 变 容 二 极 管 的 频 率 倍 增 和 依 靠 阶 跃 （ 即 急 变 ） 二 极 管 的 频 率倍 增 。 频 率 倍 增 用 的 变 容 二 极 管 称 为 可 变 电 抗 器 ， 可 变 电 抗 器 虽 然

26、和 自 动 频 率 控 制 用 的 变 容 二 极 管 的 工作 原 理 相 同 ， 但 电 抗 器 的 构 造 却 能 承 受 大 功 率 。 阶 跃 二 极 管 又 被 称 为 阶 跃 恢 复 二 极 管 ， 从 导 通 切 换 到 关闭 时 的 反 向 恢 复 时 间 trr 短 ， 因 此 ， 其 特 长 是 急 速 地 变 成 关 闭 的 转 移 时 间 显 著 地 短 。 如 果 对 阶 跃 二 极 管施 加 正 弦 波 ， 那 么 ， 因 tt（ 转 移 时 间 ） 短 ， 所 以 输 出 波 形 急 骤 地 被 夹 断 ， 故 能 产 生 很 多 高 频 谐 波 。10、 稳

27、压 二 极 管是 代 替 稳 压 电 子 二 极 管 的 产 品 。 被 制 作 成 为 硅 的 扩 散 型 或 合 金 型 。 是 反 向 击 穿 特 性 曲 线 急 骤 变 化 的二 极 管 。 作 为 控 制 电 压 和 标 准 电 压 使 用 而 制 作 的 。 二 极 管 工 作 时 的 端 电 压 （ 又 称 齐 纳 电 压 ） 从 3V 左右 到 150V， 按 每 隔 10%， 能 划 分 成 许 多 等 级 。 在 功 率 方 面 ， 也 有 从 200mW 至 100W 以 上 的 产 品 。工 作 在 反 向 击 穿 状 态 ， 硅 材 料 制 作 ， 动 态 电 阻 R

28、Z 很 小 ， 一 般 为 2CW 型 ； 将 两 个 互 补 二 极 管 反 向 串 接以 减 少 温 度 系 数 则 为 2DW 型 。11、 PIN 型 二 极 管 （ PIN Diode）这 是 在 P 区 和 N 区 之 间 夹 一 层 本 征 半 导 体 （ 或 低 浓 度 杂 质 的 半 导 体 ） 构 造 的 晶 体 二 极 管 。 PIN中 的 I 是 “本 征 “意 义 的 英 文 略 语 。 当 其 工 作 频 率 超 过 100MHz 时 ， 由 于 少 数 载 流 子 的 存 贮 效 应 和 “本 征“层 中 的 渡 越 时 间 效 应 ， 其 二 极 管 失 去 整

29、 流 作 用 而 变 成 阻 抗 元 件 ， 并 且 ， 其 阻 抗 值 随 偏 置 电 压 而 改 变 。 在零 偏 置 或 直 流 反 向 偏 置 时 ， “本 征 “区 的 阻 抗 很 高 ； 在 直 流 正 向 偏 置 时 ， 由 于 载 流 子 注 入 “本 征 “区 ， 而使 “本 征 “区 呈 现 出 低 阻 抗 状 态 。 因 此 ， 可 以 把 PIN 二 极 管 作 为 可 变 阻 抗 元 件 使 用 。 它 常 被 应 用 于 高 频 开关 （ 即 微 波 开 关 ） 、 移 相 、 调 制 、 限 幅 等 电 路 中 。12、 雪 崩 二 极 管 (Avalanche

30、Diode)它 是 在 外 加 电 压 作 用 下 可 以 产 生 高 频 振 荡 的 晶 体 管 。 产 生 高 频 振 荡 的 工 作 原 理 是 栾 的 ： 利 用 雪 崩 击穿 对 晶 体 注 入 载 流 子 ， 因 载 流 子 渡 越 晶 片 需 要 一 定 的 时 间 ， 所 以 其 电 流 滞 后 于 电 压 ， 出 现 延 迟 时 间 ， 若适 当 地 控 制 渡 越 时 间 ， 那 么 ， 在 电 流 和 电 压 关 系 上 就 会 出 现 负 阻 效 应 ， 从 而 产 生 高 频 振 荡 。 它 常 被 应 用于 微 波 领 域 的 振 荡 电 路 中 。13、 江 崎

31、二 极 管 （ Tunnel Diode）它 是 以 隧 道 效 应 电 流 为 主 要 电 流 分 量 的 晶 体 二 极 管 。 其 基 底 材 料 是 砷 化 镓 和 锗 。 其 P 型 区 的 N型 区 是 高 掺 杂 的 （ 即 高 浓 度 杂 质 的 ） 。 隧 道 电 流 由 这 些 简 并 态 半 导 体 的 量 子 力 学 效 应 所 产 生 。 发 生 隧 道效 应 具 备 如 下 三 个 条 件 ： 费 米 能 级 位 于 导 带 和 满 带 内 ； 空 间 电 荷 层 宽 度 必 须 很 窄 （ 0.01 微 米 以 下） ； 简 并 半 导 体 P 型 区 和 N 型

32、 区 中 的 空 穴 和 电 子 在 同 一 能 级 上 有 交 叠 的 可 能 性 。 江 崎 二 极 管 为 双 端 子有 源 器 件 。 其 主 要 参 数 有 峰 谷 电 流 比 （ IP PV） ， 其 中 ， 下 标 “P“代 表 “峰 “； 而 下 标 “V“代 表 “谷 “。 江崎 二 极 管 可 以 被 应 用 于 低 噪 声 高 频 放 大 器 及 高 频 振 荡 器 中 （ 其 工 作 频 率 可 达 毫 米 波 段 ） ， 也 可 以 被 应 用于 高 速 开 关 电 路 中 。14、 快 速 关 断 （ 阶 跃 恢 复 ） 二 极 管 (Step Recovary D

33、iode)它 也 是 一 种 具 有 PN 结 的 二 极 管 。 其 结 构 上 的 特 点 是 ： 在 PN 结 边 界 处 具 有 陡 峭 的 杂 质 分 布 区 ， 从而 形 成 “自 助 电 场 “。 由 于 PN 结 在 正 向 偏 压 下 ， 以 少 数 载 流 子 导 电 ， 并 在 PN 结 附 近 具 有 电 荷 存 贮 效 应， 使 其 反 向 电 流 需 要 经 历 一 个 “存 贮 时 间 “后 才 能 降 至 最 小 值 （ 反 向 饱 和 电 流 值 ） 。 阶 跃 恢 复 二 极 管 的 “自 助 电 场 “缩 短 了 存 贮 时 间 ， 使 反 向 电 流 快

34、 速 截 止 ， 并 产 生 丰 富 的 谐 波 分 量 。 利 用 这 些 谐 波 分 量 可 设 计 出梳 状 频 谱 发 生 电 路 。 快 速 关 断 （ 阶 跃 恢 复 ） 二 极 管 用 于 脉 冲 和 高 次 谐 波 电 路 中 。15、 肖 特 基 二 极 管 （ Schottky Barrier Diode）它 是 具 有 肖 特 基 特 性 的 “金 属 半 导 体 结 “的 二 极 管 。 其 正 向 起 始 电 压 较 低 。 其 金 属 层 除 材 料 外 ， 还 可以 采 用 金 、 钼 、 镍 、 钛 等 材 料 。 其 半 导 体 材 料 采 用 硅 或 砷 化

35、 镓 ， 多 为 N 型 半 导 体 。 这 种 器 件 是 由 多 数载 流 子 导 电 的 ， 所 以 ， 其 反 向 饱 和 电 流 较 以 少 数 载 流 子 导 电 的 PN 结 大 得 多 。 由 于 肖 特 基 二 极 管 中 少数 载 流 子 的 存 贮 效 应 甚 微 ， 所 以 其 频 率 响 仅 为 RC 时 间 常 数 限 制 ， 因 而 ， 它 是 高 频 和 快 速 开 关 的 理 想 器件 。 其 工 作 频 率 可 达 100GHz。 并 且 ， MIS（ 金 属 绝 缘 体 半 导 体 ） 肖 特 基 二 极 管 可 以 用 来 制 作 太 阳能 电 池 或

36、发 光 二 极 管 。16、 阻 尼 二 极 管具 有 较 高 的 反 向 工 作 电 压 和 峰 值 电 流 ， 正 向 压 降 小 ， 高 频 高 压 整 流 二 极 管 ， 用 在 电 视 机 行 扫 描 电 路作 阻 尼 和 升 压 整 流 用 。17、 瞬 变 电 压 抑 制 二 极 管TVP 管 ， 对 电 路 进 行 快 速 过 压 保 护 ， 分 双 极 型 和 单 极 型 两 种 ， 按 峰 值 功 率 （ 500W 5000W） 和电 压 （ 8.2V 200V） 分 类 。18、 双 基 极 二 极 管 （ 单 结 晶 体 管 ）两 个 基 极 ， 一 个 发 射 极 的

37、 三 端 负 阻 器 件 ， 用 于 张 驰 振 荡 电 路 ， 定 时 电 压 读 出 电 路 中 ， 它 具 有 频 率 易调 、 温 度 稳 定 性 好 等 优 点 。19、 发 光 二 极 管用 磷 化 镓 、 磷 砷 化 镓 材 料 制 成 ， 体 积 小 ， 正 向 驱 动 发 光 。 工 作 电 压 低 ， 工 作 电 流 小 ， 发 光 均 匀 、 寿命 长 、 可 发 红 、 黄 、 绿 单 色 光 。20.、 硅 功 率 开 关 二 极 管硅 功 率 开 关 二 极 管 具 有 高 速 导 通 与 截 止 的 能 力 。 它 主 要 用 于 大 功 率 开 关 或 稳 压

38、电 路 、 直 流 变 换 器 、高 速 电 机 调 速 及 在 驱 动 电 路 中 作 高 频 整 流 及 续 流 箝 拉 ,具 有 恢 复 特 性 软 、 过 载 能 力 强 的 优 点 、 广 泛 用 于计 算 机 、 雷 达 电 源 、 步 进 电 机 调 速 等 方 面 。21、 旋 转 二 极 管主 要 用 于 无 刷 电 机 励 磁 、 也 可 作 普 通 整 流 用 。三 、 根 据 特 性 分 类点 接 触 型 二 极 管 ， 按 正 向 和 反 向 特 性 分 类 如 下 。1、 一 般 用 点 接 触 型 二 极 管这 种 二 极 管 正 如 标 题 所 说 的 那 样

39、， 通 常 被 使 用 于 检 波 和 整 流 电 路 中 ， 是 正 向 和 反 向 特 性 既 不 特 别 好， 也 不 特 别 坏 的 中 间 产 品 。 如 ： SD34、 SD46、 1N34A 等 等 属 于 这 一 类 。2、 高 反 向 耐 压 点 接 触 型 二 极 管是 最 大 峰 值 反 向 电 压 和 最 大 直 流 反 向 电 压 很 高 的 产 品 。 使 用 于 高 压 电 路 的 检 波 和 整 流 。 这 种 型 号 的二 极 管 一 般 正 向 特 性 不 太 好 或 一 般 。 在 点 接 触 型 锗 二 极 管 中 ， 有 SD38、 1N38A、 OA

40、81 等 等 。 这 种锗 材 料 二 极 管 ， 其 耐 压 受 到 限 制 。 要 求 更 高 时 有 硅 合 金 和 扩 散 型 。3、 高 反 向 电 阻 点 接 触 型 二 极 管正 向 电 压 特 性 和 一 般 用 二 极 管 相 同 。 虽 然 其 反 方 向 耐 压 也 是 特 别 地 高 ， 但 反 向 电 流 小 ， 因 此 其 特 长是 反 向 电 阻 高 。 使 用 于 高 输 入 电 阻 的 电 路 和 高 阻 负 荷 电 阻 的 电 路 中 ， 就 锗 材 料 高 反 向 电 阻 型 二 极 管 而 言， SD54、 1N54A 等 等 属 于 这 类 二 极 管

41、 。4、 高 传 导 点 接 触 型 二 极 管它 与 高 反 向 电 阻 型 相 反 。 其 反 向 特 性 尽 管 很 差 ， 但 使 正 向 电 阻 变 得 足 够 小 。 对 高 传 导 点 接 触 型 二 极管 而 言 ， 有 SD56、 1N56A 等 等 。 对 高 传 导 键 型 二 极 管 而 言 ， 能 够 得 到 更 优 良 的 特 性 。 这 类 二 极 管 ， 在负 荷 电 阻 特 别 低 的 情 况 下 ， 整 流 效 率 较 高 。 二 极 管 的 导 电 特 性二 极 管 最 重 要 的 特 性 就 是 单 方 向 导 电 性 。 在 电 路 中 ， 电 流 只

42、 能 从 二 极 管 的 正 极 流 入 ， 负 极 流 出 。 下面 通 过 简 单 的 实 验 说 明 二 极 管 的 正 向 特 性 和 反 向 特 性 。 1. 正 向 特 性 。 在 电 子 电 路 中 ， 将 二 极 管 的 正 极 接 在 高 电 位 端 ， 负 极 接 在 低 电 位 端 ， 二 极 管 就 会 导 通 ， 这 种 连 接 方式 ， 称 为 正 向 偏 置 。 必 须 说 明 ， 当 加 在 二 极 管 两 端 的 正 向 电 压 很 小 时 ， 二 极 管 仍 然 不 能 导 通 ， 流 过 二 极管 的 正 向 电 流 十 分 微 弱 。 只 有 当 正 向

43、 电 压 达 到 某 一 数 值 （ 这 一 数 值 称 为 “门 槛 电 压 ”， 锗 管 约 为 0.2V，硅 管 约 为 0.6V） 以 后 ， 二 极 管 才 能 直 正 导 通 。 导 通 后 二 极 管 两 端 的 电 压 基 本 上 保 持 不 变 （ 锗 管 约 为 0.3V， 硅 管 约 为 0.7V） ， 称 为 二 极 管 的 “正 向 压 降 ”。 2. 反 向 特 性 。 在 电 子 电 路 中 ， 二 极 管 的 正 极 接 在 低 电 位 端 ， 负 极 接 在 高 电 位 端 ， 此 时 二 极 管 中 几 乎 没 有 电 流 流 过， 此 时 二 极 管 处

44、于 截 止 状 态 ， 这 种 连 接 方 式 ， 称 为 反 向 偏 置 。 二 极 管 处 于 反 向 偏 置 时 ， 仍 然 会 有 微 弱 的反 向 电 流 流 过 二 极 管 ， 称 为 漏 电 流 。 当 二 极 管 两 端 的 反 向 电 压 增 大 到 某 一 数 值 ， 反 向 电 流 会 急 剧 增 大 ，二 极 管 将 失 去 单 方 向 导 电 特 性 ， 这 种 状 态 称 为 二 极 管 的 击 穿 。 二 极 管 的 主 要 参 数用 来 表 示 二 极 管 的 性 能 好 坏 和 适 用 范 围 的 技 术 指 标 ， 称 为 二 极 管 的 参 数 。 不 同

45、 类 型 的 二 极 管 有 不 同的 特 性 参 数 。 对 初 学 者 而 言 ， 必 须 了 解 以 下 几 个 主 要 参 数 ： 1、 最 大 整 流 电 流 是 指 二 极 管 长 期 连 续 工 作 时 允 许 通 过 的 最 大 正 向 电 流 值 ， 其 值 与 PN 结 面 积 及 外 部 散 热 条 件 等 有关 。 因 为 电 流 通 过 管 子 时 会 使 管 芯 发 热 ， 温 度 上 升 ， 温 度 超 过 容 许 限 度 （ 硅 管 为 141 左 右 ， 锗 管 为 90 左 右 ） 时 ， 就 会 使 管 芯 过 热 而 损 坏 。 所 以 在 规 定 散

46、热 条 件 下 ， 二 极 管 使 用 中 不 要 超 过 二 极 管 最 大 整 流电 流 值 。 例 如 ， 常 用 的 IN4001 4007 型 锗 二 极 管 的 额 定 正 向 工 作 电 流 为 1A。 2、 最 高 反 向 工 作 电 压 加 在 二 极 管 两 端 的 反 向 电 压 高 到 一 定 值 时 ， 会 将 管 子 击 穿 ， 失 去 单 向 导 电 能 力 。 为 了 保 证 使 用 安 全， 规 定 了 最 高 反 向 工 作 电 压 值 。 例 如 ， IN4001 二 极 管 反 向 耐 压 为 50V， IN4007 反 向 耐 压 为 1000V。 3

47、、 反 向 电 流 反 向 电 流 是 指 二 极 管 在 规 定 的 温 度 和 最 高 反 向 电 压 作 用 下 ， 流 过 二 极 管 的 反 向 电 流 。 反 向 电 流 越 小， 管 子 的 单 方 向 导 电 性 能 越 好 。 值 得 注 意 的 是 反 向 电 流 与 温 度 有 着 密 切 的 关 系 ， 大 约 温 度 每 升 高 10 ， 反 向 电 流 增 大 一 倍 。 例 如 2AP1 型 锗 二 极 管 ， 在 25 时 反 向 电 流 若 为 250uA， 温 度 升 高 到 35， 反 向 电 流 将 上 升 到 500uA， 依 此 类 推 ， 在 75

48、 时 ， 它 的 反 向 电 流 已 达 8mA， 不 仅 失 去 了 单 方 向 导电 特 性 ， 还 会 使 管 子 过 热 而 损 坏 。 又 如 ， 2CP10 型 硅 二 极 管 ， 25 时 反 向 电 流 仅 为 5uA， 温 度 升 高 到75 时 ， 反 向 电 流 也 不 过 160uA。 故 硅 二 极 管 比 锗 二 极 管 在 高 温 下 具 有 较 好 的 稳 定 性 。4、 最 高 工 作 频 率二 极 管 工 作 的 上 限 频 率 。 超 过 此 值 是 ， 由 于 结 电 容 的 作 用 ， 二 极 管 将 不 能 很 好 地 体 现 单 向 导 电 性 。

49、 半 导 体 二 极 管 参 数 符 号 及 其 意 义CT-势 垒 电 容Cj-结 （ 极 间 ） 电 容 ， 表 示 在 二 极 管 两 端 加 规 定 偏 压 下 ， 锗 检 波 二 极 管 的 总 电 容Cjv-偏 压 结 电 容Co-零 偏 压 电 容Cjo-零 偏 压 结 电 容Cjo/Cjn-结 电 容 变 化Cs-管 壳 电 容 或 封 装 电 容Ct-总 电 容CTV-电 压 温 度 系 数 。 在 测 试 电 流 下 ， 稳 定 电 压 的 相 对 变 化 与 环 境 温 度 的 绝 对 变 化 之 比CTC-电 容 温 度 系 数Cvn-标 称 电 容IF-正 向 直 流 电 流 （ 正 向 测 试 电 流 ） 。 锗 检 波 二 极 管 在 规 定 的 正 向 电 压 VF 下 ， 通 过 极 间 的 电 流； 硅 整 流 管 、 硅 堆 在 规 定 的 使 用 条 件 下 ， 在 正 弦 半 波 中 允 许 连 续 通 过 的 最 大 工 作 电 流 （ 平 均 值 ） ， 硅 开关 二 极 管 在 额 定 功 率 下 允 许 通 过 的 最 大 正 向 直 流 电 流 ； 测 稳 压 二 极 管