春眠不觉晓，二极管种类知多少？「TVS、整流、稳压、肖特基、快回复、续流、发光LED、变容」

二极管大家都很熟悉，模电书第一章介绍的就是二极管，在实际电路中，二极管普遍使用，可以说每个电子产品中都会有二极管的影子，如静电保护用的TVS，电源DC-DC上用的续流二极管，稳压管，发光LED二极管等，种类非常多。

本文将介绍TVS二极管、整流二极管、稳压二极管、肖特基二极管、快回复二极管、续流二极管、发光LED二极管及变容二极管。

关于二极管电路设计的相关博客：

电子设计（1）二极管防电源反接电路

电子设计（3）稳压二极管串并联

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0. 二极管识图

贴片类二极管如TVS，稳压管，整流管的实体长得差不多，一般参数（电压、电流等）越高，二极管的体积会越大；直插类二极管差别会比较大一些。

二极管实物图

二极管电路符号

1. TVS二极管

瞬态电压抑制二极管（Transient voltage suppression diode）也称为TVS二极管，TVS是一种保护器件，常用在连接器接口，测试点，开关电源等地方，与被保护负载并联使用。

相关博客：

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2. 整流二极管

整流二极管一般正向电流比较大，1A以上。一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。在一些高压电流比较大的输入电源，如果需要防反二极管，也是用整流二极管。

相关博客：二极管防电源反接电路点击《电子设计（1）：二极管防电源反接电路》

整流桥中的二极管

3. 稳压二极管

稳压二极管也叫齐纳二极管，与TVS二极管很相似，都是利用PN结的反向击穿特性，但是反应速度不如TVS管。

相关博客：稳压二极管详细内容点击《稳压二极管原理、参数、动态电阻特性》

4. 肖特基二极管

肖特基简称SBD，有两个最大的特点，正向压降低和反向恢复时间小，常用来作大电流整流，大电流整流管，一般就是肖特基。小电流，一般作为开关。也经常用作续流二极管，因为其反向恢复时间短的优点。

相关博客：肖特基二极管详细内容点击《肖特基二极管的反向恢复过程》

5. 快回复二极管

快回复二极管特点类似肖特基，简称FRD，常用来作整流二极管和续流二极管。

与传统的PN结二极管不同，快回复二极管有的会采用PIN结型二极管，即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN硅片。因基区很薄，反向恢复电荷很小，所以快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，反向击穿电压（耐压值）较高。

快回复二极管与肖特基二极管的区别：

1. 快回复二极管的反向恢复时间为数百纳秒，超快恢复型的在100纳秒以下；肖特基一般几十，最小的几个纳秒。
2. 快回复二极管反向耐压高，一般都高于200V，高的上千V；肖特基用在低压场合，反向耐压100V以下，一般在几十V左右。
3. 肖特基的正向导通压降一般比快回复二极管更低；
4. 快回复二极管功耗大，肖特基二极管损耗及噪声小；

相关博客： 百度百科解释《快回复二极管》

6. 续流二极管

续流二极管叫flyback diode，其实就是二极管，在电路中充当的作用是续流，常采用肖特基二极管或者快恢复二极管作为“续流二极管”。

在使用感性器件的电路中常见续流二极管，如DC-DC电路、继电器控制电路、蜂鸣器控制电路等。

举个例子：

如下的三极管驱动继电器电路中，会加入续流二极管保护三极管。原理是：继电器吸合状态，通过继电器线圈的电流是从上往下，但是在继电器断开状态，线圈上会产生反向的感应电动势，如图所示，线圈的上端会变为负，下端变为正，加一个续流二极管，和线圈形成了一个放电回路，电流方向是从下往上，避免损坏三极管。

三极管驱动继电器电路

7. 发光二极管

发光二极管简称为LED。

• LED由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成，常见的颜色有红、黄、蓝、绿，不同颜色二极管的正向导通压降不一样；
• LED把电能转化成光能，LED加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光，不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同；

LED的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。限流电阻可通过以下公式计算：$$R=\frac{U-V_F}{I_F}\text{\hspace{1em}(1)}$$

公式$(1)$中：$U$为电源电压、$V_F$为二极管正向导通压降，$I_F$为二极管正常的工作电流。

常见发光二极管的材料和正向导通压降

颜色	材料	典型正向压降（V）
琥珀色	AlInGaP	2.1
蓝色	GaN	5.0
绿色	GaP	2.2
橙色	GaAsP	2.0
红色	GaAsP	1.8
白色	GaN	4.1
黄色	AlInGaP	2.1

相关博客：之前写的博文有介绍三极管驱动LED点击《一文搞懂三极管开关电路，基极电阻如何选择？》

8. 变容二极管

变容二极管(Varactor Diodes)又称"可变电抗二极管"，是利用PN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的。

• 反偏电压增大结电容减小，反之结电容增大，变容二极管的电容量一般较小，其最大值为几十pF到几百pF，最大电容与最小电容之比约为5:1；
• 用在高频电路中，用于自动调谐、调频、调相等，例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容；

如下图所示，改变不同的R2 ，二极管D的反向电压被改变，这会引起二极管的电容量改变。因此改变谐振频率其中的变容二极管就可调出并联谐振带通滤波器中所需电容量的全部变化范围。

变容二极管用于调谐电路

相关博客：百度百科解释《变容二极管》

9. 小结一下

二极管的最大特性是单向导电性，正向导通和反向截止，几乎所有的二极管都是利用这个特性，因为本质上他们都是二极管。

1. 如TVS、稳压管都是利用二极管反向击穿特性制作而成的；
2. 变容二极管也是利用反向特性，反向电压不同，电容量不同；
3. 肖特基正向压降低，反向恢复时间短；
4. 快回复二极管反向耐压高，反向恢复时间比一般二极管小很多；
5. 肖特基及快回复二极管常用来作续流二极管；
6. 发光LED正向导通发光，反向截止不亮；

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永远相信美好的事情即将发生！作者记得诚，写于安徽合肥，时间2020-03-25 PM15:06