半导体二极管

每周电子Week2——半导体二极管

二极管简介

半导体二极管是由PN结加上引线和管壳构成的，它的类型很多。

如果按制造材料来分：
硅二级管和锗二极管

按管子的结构来分有：
点接触型二级管和面接触型二级管

二极管的逻辑符号为：

常见的几种二极管

LL4148二极管

BAV99二极管

二极管的特性

正向特性

当正向电压低于某一数值时，正向电流很小，只是当正向电压高于某一值时，二极管才有明显的正向电流，这个电压称为导通电压，我们又称它为门限电压或死区电压，一般用表示，在室温下，硅管的Uon约为0.6-0.8V，锗管的Uon约为0.1-0.3V，我们一般认为当正向电压大于Uon时，二极管导通，否则截止。

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反向特性

二极管的反向电压一定时，反向电流很小，而且变化不大（反向饱和电流），但反向电压大于某一数值时，反向电流急剧变大，产生击穿。

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温度特性

二极管对温度很敏感，在室温附近，温度每升高1度，正向电压将减小2~2.5mV，温度每升高10度，反向电流约增加一倍。

二极管的主要参数

我们描述器件特性的物理量，称为器件的特性。

二极管的特性

最大整流电流If：二极管允许通过的最大正向平均电流

最大反向工作电压Ur：二极管允许的最大工作电压，我们一般取击穿电压

反向电流Ir：二极管未击穿时的电流，它越小，二极管的单向导电性越好

最高工作频率fm：取决于PN结结电容的大小，电容越大，频率越高

二极管的直流电阻RD：加载管子两端的直流电压与直流电流之比，我们就称为直流电阻，它是非线性的，正反向电阻相差越大，二极管的性能越好

二极管的交流电阻rd：在二极管工作点附近电压的微变化与相应的微变化电流之比，就称为该点的交流电阻

二极管应用

运用二极管主要是利用它的单向导电性。它导通时，我们可用短线来代替它，它截止时，我们可认为它断路。

限幅电路

当输入信号电压再一定范围内变化时，输出电压也随着输入电压相应的变化；当输入电压高于某一数值时，输出电压保持不变，这就是限幅电路。我们把开始不变的电压称为限幅电平，它分为上限幅和下限幅。

二极管门电路

与门

二极管组成的门电路，可实现逻辑运算。如图所示的电路，只要有一条电路输入为低电平时，输出即为低电平；仅当全部输入为高电平时，输出才为高电平，实现逻辑“与”运算。

或门

输出高低电平数值和输入高低电平数值不相等，相差一个二极管导通压降，所以这种二极管或门电路仅用作集成电路内部的逻辑单元，而不用在集成电路的输出端去驱动负载电路。

二极管分类

稳压二极管

稳压二极管是利用二极管的击穿特性。它是因为二极管工作在反向击穿区，反向电流变化很大的情况下，反向电压变化则很小，从而表现出很好的稳压特性

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

整流二极管

一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有正极和负极两个端子。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。

开关二极管

开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导通所需的时间比一般二极管短，常见的有2AK、2DK等系列，主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。

隔离二极管

隔离二极管利用二极管的单向导通原理，对某方向电压的导通起到隔离的作用。隔离二极管一般情况下正向导通电压在0.6～0.8V之间（硅二极管）。

肖特基二极管

肖特基二极管是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒二极管（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。

发光二极管

发光二极管简称为LED。由含镓（Ga）、砷（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。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

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