二極管的特性與應用

 

幾(ji)乎(hu)在(zai)所(suo)有(you)的(de)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)
，都(dou)要(yao)用(yong)到(dao)半(ban)導(dao)體(ti)二(er)極(ji)管(guan)
，它(ta)在(zai)許(xu)多(duo)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong)起(qi)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)

，它(ta)是(shi)誕(dan)生(sheng)最(zui)早(zao)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)之(zhi)一(yi)
，其(qi)應(ying)用(yong)也(ye)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。

 

二
、根據用途分類

 

1
、檢波用二極管

 

就原理而言，從輸入信號中取出調製信號是檢波
，以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流小於100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz，正向壓降小，結電容小
，檢波效率高

，頻率特性好，為2AP型。類似點觸型那樣檢波用的二極管，除用於檢波外，還能夠用於限幅、削波
、調製
、混頻
、開關等電路。也有為調頻檢波專用的特性一致性好的兩隻二極管組合件。

 

2
、整流用二極管

 

就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流大於100mA的叫整流。麵結型
，工作頻率小於KHz，最高反向電壓從25伏至3000伏分A～X共22檔。分類如下：①矽半導體整流二極管2CZ型、②矽橋式整流器QL型、③用於電視機高壓矽堆工作頻率近100KHz的2CLG型。

 

3、限幅用二極管

 

大(da)多(duo)數(shu)二(er)極(ji)管(guan)能(neng)作(zuo)為(wei)限(xian)幅(fu)使(shi)用(yong)。也(ye)有(you)象(xiang)保(bao)護(hu)儀(yi)表(biao)用(yong)和(he)高(gao)頻(pin)齊(qi)納(na)管(guan)那(na)樣(yang)的(de)專(zhuan)用(yong)限(xian)幅(fu)二(er)極(ji)管(guan)。為(wei)了(le)使(shi)這(zhe)些(xie)二(er)極(ji)管(guan)具(ju)有(you)特(te)別(bie)強(qiang)的(de)限(xian)製(zhi)尖(jian)銳(rui)振(zhen)幅(fu)的(de)作(zuo)用(yong)，通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)矽(gui)材(cai)料(liao)製(zhi)造(zao)的(de)二(er)極(ji)管(guan)。也(ye)有(you)這(zhe)樣(yang)的(de)組(zu)件(jian)出(chu)售(shou)：依據限製電壓需要
，把若幹個必要的整流二極管串聯起來形成一個整體。

 

4、調製用二極管

 

tongchangzhideshihuanxingtiaozhizhuanyongdeerjiguan。jiushizhengxiangtexingyizhixinghaodesigeerjiguandezuhejian。jishiqitabianrongerjiguanyeyoutiaozhiyongtu
，dantamentongchangshizhijiezuoweitiaopinyong。

 

5、混頻用二極管

 

使用二極管混頻方式時
，在500～10,000Hz的頻率範圍內，多采用肖特基型和點接觸型二極管。

 

6
、放大用二極管

 

yongerjiguanfangda，dazhiyouyikaosuidaoerjiguanhetixiaoyingerjiguannayangdefuzuxingqijiandefangda，yijiyongbianrongerjiguandecanliangfangda。yinci，fangdayongerjiguantongchangshizhisuidaoerjiguan
、體效應二極管和變容二極管。

 

7、開關用二極管

 

有在小電流下（10mA程度）使(shi)用(yong)的(de)邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)和(he)在(zai)數(shu)百(bai)毫(hao)安(an)下(xia)使(shi)用(yong)的(de)磁(ci)芯(xin)激(ji)勵(li)用(yong)開(kai)關(guan)二(er)極(ji)管(guan)。小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)開(kai)關(guan)二(er)極(ji)管(guan)通(tong)常(chang)有(you)點(dian)接(jie)觸(chu)型(xing)和(he)鍵(jian)型(xing)等(deng)二(er)極(ji)管(guan)，也(ye)有(you)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)還(hai)可(ke)能(neng)工(gong)作(zuo)的(de)矽(gui)擴(kuo)散(san)型(xing)、台麵型和平麵型二極管。開關二極管的特長是開關速度快。而肖特基型二極管的開關時間特短，因而是理想的開關二極管。2AK型點接觸為中速開關電路用
；2CK型平麵接觸為高速開關電路用；用於開關
、限幅、鉗位或檢波等電路
；肖特基（SBD）矽大電流開關，正向壓降小，速度快
、效率高。

 

8
、變容二極管

 

用於自動頻率控製（AFC）和調諧用的小功率二極管稱變容二極管。日本廠商方麵也有其它許多叫法。通過施加反向電壓， 使其PN結的靜電容量發生變化。因此，被使用於自動頻率控製

、掃描振蕩、調頻和調諧等用途。通常，雖然是采用矽的擴散型二極管
，但是也可采用合金擴散型、外延結合型
、雙重擴散型等特殊製作的二極管，因為這些二極管對於電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化
，取代可變電容，用作調諧回路
、振蕩電路、鎖相環路，常用於電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以矽材料製作。

 

9
、頻率倍增用二極管

 

對二極管的頻率倍增作用而言，有依靠變容二極管的頻率倍增和依靠階躍（即急變）erjiguandepinlvbeizeng。pinlvbeizengyongdebianrongerjiguanchengweikebiandiankangqi，kebiandiankangqisuiranhezidongpinlvkongzhiyongdebianrongerjiguandegongzuoyuanlixiangtong，dandiankangqidegouzaoquenengchengshoudagonglv。jieyueerjiguanyoubeichengweijieyuehuifuerjiguan

，congdaotongqiehuandaoguanbishidefanxianghuifushijiantrr短，因此，其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短。如果對階躍二極管施加正弦波，那麼，因tt（轉移時間）短，所以輸出波形急驟地被夾斷
，故能產生很多高頻諧波。

 

10、穩壓二極管

 

shidaitiwenyadianzierjiguandechanpin。beizhizuochengweiguidekuosanxinghuohejinxing。shifanxiangjichuantexingquxianjizhoubianhuadeerjiguan。zuoweikongzhidianyahebiaozhundianyashiyongerzhizuode。erjiguangongzuoshideduandianya（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級。在功率方麵
，也有從200mW至100W以上的產品。工作在反向擊穿狀態
，矽材料製作
，動態電阻RZ很小，一般為2CW型；將兩個互補二極管反向串接以減少溫度係數則為2DW型。

 

11
、PIN型二極管（PIN Diode）

 

這是在P區和N區之間夾一層本征半導體（或低濃度雜質的半導體）構造的晶體二極管。PIN中的I是"本征"意義的英文略語。當其工作頻率超過100MHz時，由於少數載流子的存貯效應和"本征"層中的渡越時間效應，其二極管失去整流作用而變成阻抗元件，並且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時
，"本征"區的阻抗很高
；在直流正向偏置時，由於載流子注入"本征"區，而使"本征"區呈現出低阻抗狀態。因此

，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應用於高頻開關（即微波開關）、移相
、調製、限幅等電路中。

 

12
、 雪崩二極管 (Avalanche Diode)

 

它是在外加電壓作用下可以產生高頻振蕩的晶體管。產生高頻振蕩的工作原理是欒的：利li用yong雪xue崩beng擊ji穿chuan對dui晶jing體ti注zhu入ru載zai流liu子zi，因yin載zai流liu子zi渡du越yue晶jing片pian需xu要yao一yi定ding的de時shi間jian

，所suo以yi其qi電dian流liu滯zhi後hou於yu電dian壓ya，出chu現xian延yan遲chi時shi間jian，若ruo適shi當dang地di控kong製zhi渡du越yue時shi間jian，那na麼me

，在zai電dian流liu和he電dian壓ya關guan係xi上shang就jiu會hui出chu現xian負fu阻zu效xiao應ying，從cong而er產chan生sheng高gao頻pin振zhen蕩dang。它ta常chang被bei應ying用yong於yu微wei波bo領ling域yu的de振zhen蕩dang電dian路lu中zhong。

 

13
、江崎二極管 （Tunnel Diode）

 

它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化镓和鍺。其P型區的N型區是高摻雜的（即高濃度雜質的）。隧道電流由這些簡並態半導體的量子力學效應所產生。發生隧道效應具備如下三個條件：①費米能級位於導帶和滿帶內
；②空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；簡並半導體P型區和N型區中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數有峰穀電流比（IP／PV），其中，下標"P"代表"峰"；而下標"V"代表"穀"。江崎二極管可以被應用於低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中（其工作頻率可達毫米波段）

，也可以被應用於高速開關電路中。

 

14、快速關斷（階躍恢複）二極管 (Step Recovary Diode)

 

它也是一種具有PN結的二極管。其結構上的特點是：在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區，從而形成"自助電場"。由於PN結在正向偏壓下

，以少數載流子導電，並在PN結附近具有電荷存貯效應，使其反向電流需要經曆一個"存貯時間"後才能降至最小值（反向飽和電流值）。階躍恢複二極管的"自助電場"縮短了存貯時間，使反向電流快速截止，並產生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發生電路。快速關斷（階躍恢複）二極管用於脈衝和高次諧波電路中。

 

15

、肖特基二極管 （Schottky Barrier Diode）

 

它是具有肖特基特性的"金屬半導體結"的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳
、鈦等材料。其半導體材料采用矽或砷化镓，多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由於肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數限製
，因而
，它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。並且
，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來製作太陽能電池或發光二極管。

 

16、阻尼二極管

 

具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整流二極管，用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。

 

17、瞬變電壓抑製二極管

 

TVP管，對電路進行快速過壓保護，分雙極型和單極型兩種，按峰值功率（500W－5000W）和電壓（8.2V～200V）分類。

 

18、雙基極二極管（單結晶體管）

 

兩個基極
，一個發射極的三端負阻器件，用於張馳振蕩電路
，定時電壓讀出電路中，它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點。

 

19
、發光二極管

 

用磷化镓

、磷砷化镓材料製成，體積小，正向驅動發光。工作電壓低，工作電流小，發光均勻、壽命長、可發紅、黃
、綠單色光。

 

三、根據特性分類

 

點接觸型二極管，按正向和反向特性分類如下。

 

1、一般用點接觸型二極管

 

這種二極管正如標題所說的那樣，通常被使用於檢波和整流電路中
，是正向和反向特性既不特別好，也不特別壞的中間產品。如：SD34、SD46、1N34A等等屬於這一類。

 

2、高反向耐壓點接觸型二極管

 

是(shi)最(zui)大(da)峰(feng)值(zhi)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)和(he)最(zui)大(da)直(zhi)流(liu)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao)的(de)產(chan)品(pin)。使(shi)用(yong)於(yu)高(gao)壓(ya)電(dian)路(lu)的(de)檢(jian)波(bo)和(he)整(zheng)流(liu)。這(zhe)種(zhong)型(xing)號(hao)的(de)二(er)極(ji)管(guan)一(yi)般(ban)正(zheng)向(xiang)特(te)性(xing)不(bu)太(tai)好(hao)或(huo)一(yi)般(ban)。在(zai)點(dian)接(jie)觸(chu)型(xing)鍺(zhe)二(er)極(ji)管(guan)中(zhong)，有(you)SD38、1N38A
、OA81等等。這種鍺材料二極管，其耐壓受到限製。要求更高時有矽合金和擴散型。

 

3、高反向電阻點接觸型二極管

 

正zheng向xiang電dian壓ya特te性xing和he一yi般ban用yong二er極ji管guan相xiang同tong。雖sui然ran其qi反fan方fang向xiang耐nai壓ya也ye是shi特te別bie地di高gao
，但dan反fan向xiang電dian流liu小xiao，因yin此ci其qi特te長chang是shi反fan向xiang電dian阻zu高gao。使shi用yong於yu高gao輸shu入ru電dian阻zu的de電dian路lu和he高gao阻zu負fu荷he電dian阻zu的de電dian路lu中zhong，就jiu鍺zhe材cai料liao高gao反fan向xiang電dian阻zu型xing二er極ji管guan而er言yan
，SD54、1N54A等等屬於這類二極管。

 

4
、高傳導點接觸型二極管

 

它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差，但使正向電阻變得足夠小。對高傳導點接觸型二極管而言
，有SD56
、1N56A等等。對高傳導鍵型二極管而言，能夠得到更優良的特性。這類二極管
，在負荷電阻特別低的情況下，整流效率較高。

 

 

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