范文一：二极管特性主要参数【ppt】

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二极管特性主要参数【PPT】

第1章半导体二极管教学目标:1.了解二极管的结构1.2 二极管的特性及主要参数课程引入重点难点思考练习2.掌握二极管的伏安特性3.熟悉二极管的主要参数教学目标教学内容

第1章半导体二极管重点难点:1.二极管的伏安特性1.2 二极管的特性及主要参数课程引入重点难点思考练习2. 二极管的主要参数教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数一、二极管的结构一、二极管的结构1、结构1、结构由一个PN结构成课程引入重点难点思考练习教学目标教学内容(a)点接触型(a)点接触型(b)面接触型(b)面接触型

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数一、二极管的结构一、二极管的结构2、符号2、符号课程引入重点难点思考练习NP阳极 a阴极 k教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数一、二极管的结构一、二极管的结构3、分类3、分类课程引入重点难点思考练习材料:硅二极管和锗二极管材料:硅二极管和锗二极管用途:整流、稳压、开关、普通二极管用途:整流、稳压、开关、普通二极管结构、工艺:点接触、面接触结构、工艺:点接触、面接触教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数一、二极管的结构一、二极管的结构4、型号4、型号2 A P 92 A P 9课程引入重点难点思考练习用数字代表同类器件的不同规格用数字代表同类器件的不同规格代表器件的材料代表器件的材料2代表二极管，代表二极管，3代表三极管。代表三极管。代表器件的类型代表器件的类型教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性i反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流锗锗课程引入重点难点思考练习u0硅:0.5 V硅:0.5 V锗: 0.1 V锗: 0.1 V导通压降导通压降死区电压电压死区击穿电压击穿电压U UBRBR伏安特性曲线伏安特性曲线教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性1、正向特性1、正向特性死区电压:死区电压:硅:硅:0.5V锗:锗:0.1V正常工作时的管压降正常工作时的管压降硅:硅:0.7V锗:锗:0.3V 课程引入重点难点思考练习2、反向特性2、反向特性反向电流由少子形成，因此反向电流一般反向电流由少子形成，因此反向电流一般很小很小。小功率硅管:小于小功率硅管:小于1微安;小功率锗管:几十微安微安;小功率锗管:几十微安。教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性3、反向击穿特性3、反向击穿特性反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿:形成强大的电场，强制产生大量的电子和空穴，使反向电流剧增;向电流剧增;外加电压达到外加电压达到:外加电压达到外加电压达到一定数值时定数值时一定数值时定数值时，在在PN结中，在在PN结中结中结中课程引入重点难点思考练习结论:二极管是非线性元件二极管具有单向导电性形成强大的电场，强制产生大量的电子和空穴，使反教学目标教学内容

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第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数三、二极管的主要参数三、二极管的主要参数1、 最大整流电流1、 最大整流电流I IFM————————FM————————二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流许通过的最大正向平均电流二极管长期运行允课程引入重点难点思考练习2、 反向击穿电压2、 反向击穿电压U UBM——BM——允许加在二极管上的反向电压最大值电压最大值允许加在二极管上的反向教学目标教学内容

第1章半导体二极管1.2 二极管的特性及主要参数三、二极管的主要参数三、二极管的主要参数3、 反向电流反向电流I IR R———在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。反向电流越小，管子单向向电流值。反向电流越小，管子单向导电性能越好。导电性能越好。在室温下，在规定的反向电压下的反课程引入重点难点思考练习4、最高工作频率f4、最高工作频率fM M———— 主要取决于主要取决于PN结结电容的大小结结电容的大小教学目标教学内容

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第1章半导体二极管思考练习:1.二极管的正向特性有何特点,1.2 二极管的特性及主要参数课程引入重点难点思考练习2.温度对二极管的特性有哪些影响,3.使用二极管应注意哪些问题,教学目标教学内容

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范文二：半导体二极管的基本应用【ppt】

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半导体二极管的基本应用【PPT】

1.3.1 单相桥式整流滤波电路单相桥式整流滤波电路一、单相桥式整流一、单相桥式整流1. 工作原理1. 工作原理ioRLD4D1+uo? ?u2u1输入正半周输入正半周+uoL? ?ω ωtOπ π2π π3π πuOu222U22UD3RLD4D2D1u1u2+uo? ?D3D2输入负半周输入负半周ω ωtOω ωtOω ωtOπ π2π π3π πImππππ2π π2π π3π π3π πuDiD= iOU2?

2. 负载上负载上直流电压直流电压 UO和1OU? ?和直流电流直流电流 IO的计算的计算)(sin 2 202ttdUωωπ π= =π2O 2UUπ π= =29 . 0 U= =LLOORRUI = =29 . 0RRU= =L3. 二极管参数的计算二极管参数的计算二极管平均电流二极管平均电流OD21II = =L245. 0RU= =二极管最大反向压二极管最大反向压2DRM2UU= =

单相半波单相半波单相全波单相全波单相桥式单相桥式电路原理图原理图电路输出直流电压电压UO输出直流0.45U20.9U20.9U2表表1.3.1 各种单相整流电路的比较各种单相整流电路的比较iO+uO+u1? ?u2? ?+? ?iO+uO+u1? ?u2? ?+? ?iO+u1? ?u2? ?++? ?uOiD1二极管平均电流均电流ID二极管平IO0.5IO0.5IO最高反压最高反压UDRM优点优点结构简单结构简单输出波形脉动小输出波形脉动小输出波形脉动小二极管承受反压小二极管承受反压小缺点缺点输出波形脉动大输出电压低，输出电压低，二极管承受反压高变压器要求有抽头变压器要求有抽头需要四只二极管需要四只二极管输出波形脉动小输出波形脉动大二极管承受反压高22U22U222U

例例 1.3.1 一单相桥式整流电路，要求一单相桥式整流电路，要求UO= 40V，220V交流电源，试选择整流二极管。交流电源，试选择整流二极管。， IO= 2A，，解:解:变压器副边电压有效值为变压器副边电压有效值为 UU====OO.921 . 1 0U44.4VV 401 . 1====××二极管承受最高反压为二极管

承受最高反压为2DRM二极管的平均电流为二极管的平均电流为1II = =2UU= =V 62.8V 4 .442==××==OD2 A1 A221==××==可选择可选择 2CZ56CURM =100VIFM =3A

二、 硅整流组合管二、 硅整流组合管外形外形表表1.4.2 几种硅整流组合管的典型参数几种硅整流组合管的典型参数IFM/A参数参数型号型号UDRM/VIR/μ μAUF/VQL20.0525~1000? ? 10? ?

1.2QL20.2QL30.5QL45? ? 20

io+u = uuo= uc? ?D1D4+uu? ?1. 电容滤波电容滤波((1)工作原理)工作原理电容充电充电电容电容放电放电电容C三、滤波电路三、滤波电路RLD3D2,V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL放电;放电;滤波后滤波后 uo的波形变得平缓，平均值提高。的波形变得平缓，平均值提高。

RC 越大越大 UO越大越大 UO越大越大越大((2)波形及参数计算)波形及参数计算当当 RL= ? ? 时:时:2O2U U= =Oω ωtuO2Uπ π2π π2当当 RL为有限值时:为有限值时:9 . 0U 222OO22UU UC1时D 导通导通 D 截止D1 导通导通 D2截止ui负半周负半周:| ui | UC2时D2 导通导通 D1 截止时:均截止时:截止 uO= UC1截止uO= uiU时:均截止uO= ui时:截止 uO= UC2OtuOUC1OtuiUC1–UC2–UC2

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范文三：TVS二极管

1简介

TVS二极管

TVS 二极管与常见的 稳压二极管 的工作原理相似, 如果高于标志上的击穿电 压, TVS 二极管就会导通,与稳压二极管相比, TVS 二极管有更高的电流导通能 力。 TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,以 10-12S 量级速度,将其 两极间的高阻抗变为低阻抗, 同时吸收高达数千瓦的浪涌功率。 使两极间的电压 箝位于一个安全值,有效地保护电子线路中的精密元器件免受浪涌脉冲的破坏。

2TVS 器件的特点

一、 TVS 器件的工作原理

瞬态(瞬变)电压抑制二级管简称 TVS 器件,在规定的反向应用条件下, 当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时, 其工作阻抗能立即降至很低的导通值, 允 许大电流通过, 并将电压箝制到预定水平, 从而有效地保护电子线路中的精密元 器件免受损坏。

TVS 能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位响应时间仅为 1ps

(10^-12S)。

TVS 允许的正向浪涌电流在 T =25℃, T=10ms条件下,可达 50~200A 。 双向 TVS 可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制到预定水 平,双向 TVS 适用于交流电路,单向 TVS 一般用于直流电路。

TVS 二极管 (6张 )

TVS 器件的电特性

1、单向 TVS 的 V-I 特性,单向 TVS 的正向特性与普通稳压二极管相同,反 向击穿拐点近似 “ 直角 ” 为硬击穿, 为典型的 PN 结雪崩器件。 从击穿点到 Vc 值所 对应的曲线段表明, 当有瞬时过压脉冲时, 器件的电流急骤增加而反向电压则上 升到箝位电压值,并保持在这一水平上。

2. 双向 TVS 的 V-I 特性,双向 TVS 的 V-I 特性曲线如同两只单向 TVS“ 背靠 背 ” 组合,其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性,正反两面击 穿电压的对称关系为:0.9≤V(BR)(正 ) /V(BR ) (反 ) ≤1.1,一旦加在它两端的 干扰电压超过箝位电压 Vc 就会立刻被抑制掉, 双向 TVS 在交流回路应用十分方 便。

TVS 器件的主要电参数

1. 击穿电压 V(BR) 器件在发生击穿的区域内, 在规定的试验电流 I(BR) 下, 测得器件两端的电压称为击穿电压,在此区域内,二极管成为低阻抗的通路。

2. 最大反向脉冲峰值电流 IPP

在反向工作时,在规定的脉冲条件下,器件允许通过的最大脉冲峰值电流。 IPP 与最大箝位电压 Vc(MAX) 的乘积,就是瞬态脉冲功率的最大值。 使用时应 正确选取 TVS ,使额定瞬态脉冲功率 PPR 大于被保护器件或线路可能出现的最 大瞬态浪涌功率。 当瞬时脉冲峰值电流出现时, TVS 被击穿,并由击穿电压值 上升至最大箝位电压值, 随着脉冲电流呈指数下降, 箝位电压亦下降, 恢复到原 来状态。 因此, TVS 能抑制可能出现的脉冲功率的冲击, 从而有效地保护电子线 路。

峰值电流波形

A. 正弦半波

B. 矩形波

C. 标准波(指数波形)

D. 三角波

TVS 峰值电流的试验波形采用标准波(指数波形),由 TR/TP决定。 峰值电流上升时间 TR :电流从 10%IPP开始达到 90%IPP的时间。

半峰值电流时间 TP :电流 从零开始 通过最大峰值后,下降到 0.5IPP 值的时 间。

下面列出典型试验波形的 TR/TP值:

A.EMP 波:10ns /1000ns

B. 闪电波:8μs /20μs

C. 标准波:10μs /1000μs

3. 最大反向工作电压 VRWM (或变位电压)器件反向工作时,在规定的 IR 下, 器件两端的电压值称为最大反向工作电压 VRWM 。 通常 VRWM =(0.8~0.9) V (BR) 。

在这个电压下,器件的功率消耗很小。使用时,应使 VRWM 不低于被保护 器件或线路的正常工作电压。

4. 最大箝位电压 Vc(max ) 在脉冲峰值电流 Ipp 作用下器件两端的最大电压 值称为最大箝位电压。

使用时,应使 Vc(max )不高于被保护器件的最大允许 安全电压 。

最大箝位电压与击穿电压之比称为箝为系数。

即:箝位系数 =Vc(max )/V(BR) 一般箝位系数为 1.3左右。 最大箝位电压 VC(max )的测试方法见 4.4。

5. 反向脉冲峰值功率 PPR TVS的 PPR 取决于脉冲峰值电流 IPP 和最大箝位 电压 Vc(max ),除此以外,还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。

当脉冲时间 Tp 一定时, PPR =K1...·K2 ·Vc(max ) ·Ipp 式中 K1为功率系数, K2为功率的温度系数。

典型的脉冲持续时间 tp 为 1MS ,当施加到瞬态电压抑制二极管上的脉冲时 间 tp 比标准脉冲时间短时, 其脉冲峰值功率将随 tp 的缩短而增加。 TVS 的反向 脉冲峰值功率 PPR 与经受浪涌的脉冲波形有关,用功率系数 K1表示, 各种浪涌 波形的 K1值如表 1所示。

E=∫i(t).V(t)dt

式中:

i(t)为脉冲电流波形,

V(t)为箝位电压波形。

这个额定能量值在极短的时间内对 TVS 是不可重复施加的。但是,在实际 的应用中, 浪涌通常是重复地出现, 在这种情况下, 即使单个的脉冲能量比 TVS 器件可承受的脉冲能量要小得多, 但若重复施加, 这些单个的脉冲能量积累起来, 在某些情况下,也会超过 TVS 器件可承受的脉冲能量。因此,电路设计必须在 这点上认真考虑和选用 TVS 器件,使其在规定的间隔时间内,重复施加脉冲能 量的累积不至超过 TVS 器件的脉冲能量额定值。

6. 电容 CPP TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定, 电容在零偏情况下, 随偏置电压的增加,该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响 TVS 器件的响应 时间。

7. 漏电流 IR 当最大反向工作电压施加到 TVS 上时, TVS 管有一个漏电流 IR , 当 TVS 用于高阻抗电路时,这个漏电流是一个重要的参数。

8.TVS 器件分类:

按极性可分为:单极性和双极性两种;

按用途可分为:通用型和专用型;

按封装和内部结构可分为:轴向引线二极管、双列直插 TVS 阵列、贴片式 和大功率模块等。

轴向引线的产品峰值功率可达 400W 、 500W 、 600W 、 1500W 和 5000W 。 其中大功率的产品主要用在电源馈线上, 低功率产品主要用在高密度安装场 合。对于高密度安装的场合,也可以选择双列直插和表面贴装等封装形式。 TVS 器件的选用

在选用 TVS 时,应考虑以下几个主要因素:

(1)若 TVS 有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压 (浪涌电压 ) 冲击时,应 当选用双极性的,否则可选用单极性。

(2)所选用 TVS 的 Vc 值应低于被保护元件的最高电压。 Vc 是二极管在截止 状态的电压,也就是在 ESD 冲击状态时通过 TVS 的电压,它不能大于被保护回 路的可承受极限电压,否则器件面临被损坏的危险。

(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态, 最好处于 VR 以下, 应综合考 虑 VR 和 VC 两方面的要求来选择适当的 TVS 。

稳压管

(4)如果知道比较准确的浪涌电流 IPP ,则可利用 VCIpp 来确定功率;如果 无法确定 IPP 的大致范围, 则选用功率大些的 TVS 为好。 PM 是 TVS 能承受的最 大峰值脉冲功率耗散值。在给定的最大箝位电压下,功耗 PM 越大,其浪涌电流 的承受能力越大;在给定的功耗 PM 下,箝位电压 VC 越低,其浪涌电流的承受 能力越大。 另外, 峰值脉冲功耗还与脉冲波形、 持续时间和环境温度有关。 (5)TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率 (持续时间与间歇时 间之比 ) 为 0. 01%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,不 然有可能损坏 TVS 。

(6)对于小电流负载的保护,可有意识地在线路中增加限流电阻,只要限流 电阻的阻值适当, 一般不会影响线路的正常工作, 但限流电阻对干扰所产生的电 流却会大大减小。但这样可能选用峰值功率较小的 TVS 管来对小电流负载线路 进行保护。

(7)电容量 C 是由 TVS 雪崩结截面决定的, 这是在特定的 1 MHz频率下测得 的。 C 的大小与 TVS 的电流承受能力成正比, C 太大将使信号衰减。因此, C 是 数据接口电路选用 TVS 的重要参数。对于数据 /信号频率越高的回路,二极管的 电容对电路的干扰越大, 形成噪声或衰减信号强度也大, 因此, 需要根据回路的 特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小 (如 LCTVS 、 低电容 TVS ,电容不大于 3 pF),而对电容要求不高的回路,电容的容量选择可 高于 40pF 。

(8)为了满足 IEC61000-4-2国际标准, TVS 二极管必须达到可以处理最小 8 KV(MB,接触 ) 和 15 kV(BM,空气 ) 的 ESD 冲击,有的半导体生产厂商在自己的产 品上使用了更高的抗冲击标准。 而对于某些有特殊要求的便携设备应用, 设计者 可以按需要挑选器件。

范文四：二极管

二极管的工作原理

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。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。

1简介

二极管的英文是diode。二极管的正.负二个端子,(如图)正端A称为阳极,负端K 称为阴极。电流只能从阳极向阴极方向移动。一些初学者容易产生这样一种错误认识?“半导体的一?半?是一半的?半??面二极管也是只有一?半?电流流动(这是错误的)?所有二极管就是半导体 ”。其实二极管与半导体是完全不同的东西。只能说二极管是由半导体组成的器件。半导体无论那个方向都能流动电流。

2特性

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二极管（英语：Diode），电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过。许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管（Varicap Diode）则用来当作电子式的可调电容器。

大部分二极管所具备的电流方向性，通常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断 （称为逆向偏压）。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开与关的方向性，而是较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。二极管使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。

早期的二极管包含“猫须晶体（"Cat's Whisker" Crystals）”以及真空管(英国称为“热游离

阀（Thermionic Valves）”)。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。

1、正向性

外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。

2、反向性

外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。

3、击穿

外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。

二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现已很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单向导电特性，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，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。主要有三种颜色，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V，黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V，绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V，正常发光时的额定电流约为20mA。

二极管的电压与电流不是线性关系，所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。

3二原理

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二极管工作原理（正向导电，反向不导电）

晶体二极管是一个由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了空间电荷层，并且建有自建电场，当不存在外加电压时，因为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。 当产生正向电压偏置时，外界电场与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。（也就是导电的原因） 当产生反向电压偏置时，外界电场与自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围中与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。（这也就是不导电的原因） 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，并建有自建电常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。

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。

4反向击穿

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反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很小，反向电压较大时，破坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低，势垒区宽度较宽，不容易产生齐纳击穿。

雪崩击穿

另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时，外加电场使电子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成PN结永久性损坏。

5应用

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1.整流

整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结电容较大，使其工作频率较低，一般为3kHZ以下。

2.开关

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

二极管正向导通后，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.续流

在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

5.检波

检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。它们的结构为点接触型。其结电容较小，工作频率较高，一般都采用锗材料制成。

6.阻尼

阻尼二极管多用在高频电压电路中，能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流，一般用在电视机电路中，常用的阻尼二极管有2CN1、2CN2、BSBS44等。

7.显示

用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

8.稳压

这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的，在电路中其两端的电压保持基本不变，起到稳定电压的作用。常用的稳压管有2CW55、2CW56等。

9.触发

触发二极管又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅；，在电路中作过压保护等用途。

6类型

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二极管种类有很多，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”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。

7发光二极管

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发光二极管也是由一个 PN 结构成，具有单向导电性。但其正向工作电压(开启电压)比普通二极管高，约为 1～2.5V，反向击穿电压比普通二极管低，约 5V 左右。当正向电流达到 1mA 左右时开始发光，发光强度近似与工作电流成正比；但工作电流达到一定数值时，发光强度逐渐趋于饱和，与工作电流成非线性关系。一般小型发光二极管正向工作电流为10～20mA，最大正向工作电流为 30～50mA。

发光二极管的外形可以做成矩形、圆形、字形、符号形等多种形状，又有红、绿、黄、橙、红外等多种颜色。它具有体积小、功耗低、容易驱动、光效高、发光均匀稳定、响应速度快以及寿命长等特点，普遍用在指示灯及大屏幕显示装置中。

范文五：二极管

二极管

二极管具有阳极 (anode)和阴极 (cathode)两个端子(这些用语是来自于真空管),电流只 能往单一方向流动。 也就是说, 电流可以从阳极流向阴极,不能从阴极流向阳极。 这种作用 就被称之为整流作用。 而在真空管内, 藉由电极之间 ’ja:印加 ’ 加上的电压让热电子从阴极到 达阳极,因而有整流的作用。 半导体二极管中,有利用 P 型和 N 型两种半导体接合面的 P N 接合效应,也有利用金属与半导体接合产生的肖特基效应达成整流作用的类型。若是 PN 接合型的二极管,在 P 型侧就是阳极, N 型侧则是阴极。

二极管的基本运作

这里针对半导体二极管的运作原理, 选择基本的 PN 接合型二极管作为例子, 简单地说明其 特性。读者若是想寻找真空管二极管的运作原理,请参照真空管的条目。

PN 接合二极管是 n 型半导体和 p 型半导体互相结合所构成。 PN 接合区彼此的电子和电洞 相互抵销,造成主要载子不足,形成空乏层。在空乏层内 N 型侧带正电, P 型侧带负电, 因此内部产生一个静电场,空乏层的两端存在电位差。但是如果让两端的载子再结合的话,

两端的电压差则会变成零。

整流动作

二极管的阳极侧施加正电压,阴极侧施加负电压,这样就称为顺向偏压。如此 N 型半导体 被注入电子, P 型半导体被注入电洞。这样一来,让主要载子过剩,空乏层缩小、消灭,正 负载子在接合部附近结合并消灭。 整体来看, 电子从阴极流向阳极 (电流则是由阳极流向阴 极)。在这个领域,电流随著偏压的增加也急遽地增加。伴随著电子与电洞的再结合,两者 所带有的能量转变为热(和光) 的形式被放出。另, 能让顺向电流通过的必要电压被称为顺 向压降。

在阳极侧施加负电压,就是逆向偏压。这种情况下,因为 N 型区域被注入电洞, P 型领域 被注入电子, 两个领域内的主要载子都变为不足。 因此结合部位的空乏层变得更大, 内部的 静电场也更强, 扩散电位也跟著变大。 这个扩散电位与外部施加的电压互相抵销, 让逆向的 电流更难以通过。更多的细节请参阅 “PN 接合 ” 的条目。

而实际的元件虽然处于逆向偏压状态,也会有微小的逆向电流(漏电流、漂移电流)通过。 而且当逆向的偏压持续增加, 也会发生隧道击穿或雪崩倍增, 发生急遽的电流增加。 开始产 生这种降伏现象的(逆向)电压被称为降伏电压或崩溃电压。 超过降伏电压以后, 逆向电流 急遽增加的领率,就被称为降伏区(崩溃区)。在崩溃区内,电压的变化比电流的小。齐纳 二极管就积极地利用这个领域的动作特性,可以作为电压源使用。

二极管的种类

* PN二极管 (PN Diode)

利用半导体中 PN 接合的整流性质, 是最基本的半导体二极管。 细节请参照 PN 接合的条目。

* 萧特基二极管 (Schottky Barrier Diode)

利用金属和半导体二者的接合面的 ’ 萧基特效应 ’ 的整流作用。由于顺向的电压降较低,导通 回复时间也短, 适合用于高频率的整流。 一般而言漏电流较多,突波耐受度较低。 也有针对 此缺点做改善的品种推出。

* 定电压二极管 (Reference Diode)(齐纳二极管 (Zener Diode))

被施加反方向电压的场合,超过特定电压时发生 Zener 降伏,与电流大小无关,得到一定 的电压之性质。利用此性质作成的元件。被用于作为电压的基准。藉由添加不纯物的种类、 浓度,决定降伏电压(破坏电压)。另外,顺方向的特性与一般的二极管相同。

* 定电流二极管(CRD, Current Regulative Diode)

被施加顺方向电压的场合, 无论电压多少, 可以得到一定的电流的元件。 通常的电流容量在 1~15mA的范围。虽然被称为二极管,但是构造、动作原理都与接合型电场效应晶体管相 似。

* 隧效应二极管 (tunnel diode)、江崎二极管 (Esaki diode)、透纳二极管

是利用量子穿隧效应的作用, 会出现顺向电压增加时流通的电流量反而减少的 “ 负电阻 ” 的现 象。 1957年由日本人江崎玲于奈发明。藉由调整不纯物的浓度、在顺向施加与 Zener br eakdown 电压相等的偏压。

* 交流二极管(DIAC )、突波保护二极管

如果施加超过规定电压(brak over电压, VBO )的电压,会开始导通使得端子之间的电 压降低的双方向元件。使用于电路的突波保护上。另,虽被称为二极管,实际的构造、动作 原理都应归类为三极管 (thyristor)的复杂分类中。

* 变容二极管(variable capacitance diode、 varactor diode)

施加逆向电压的场合,二极管 PN 接合的空乏层厚度会变化,利用静电容量(接合容量)的 变化的可变容量蓄电器。 没有机械零件所以可靠度高, 广泛应用于 VCO 或可变电压滤波器, 也是电视接收器和移动电话不可缺少的零件。

* PIN二极管 (p-intrinsic-n Diode)

PN 之间一层高电阻的半导体层,使少数载子的积蓄效果增加,逆回复时间也较长。利用顺 向偏压时高频率讯号较容易通过的性质,用于天线的频带切换以及高频率开关。

* 雷射二极管 (laser diode)

当 LED 产生的光是带宽极窄的同调光(coherent light)时,则称为雷射二极管。

* 光电二极管 (photo diode)

光线射入 PN 接合, P 领域的电洞、 N 领域的电子集合,产生电压(光电效应)。藉由测量 此电压或电流,可作为光感应器使用。有 PN 、 PIN 、萧特基、 APD 等类型。太阳电池也是 利用此种效应。

* 非线性电阻器 ja:バリスタ

若超过一定电压, 电阻就会降低。 是保护电路受到突波电压伤害的双向元件。 由二氧化铅的 烧结体颗粒制成,当作非线性电阻使用。

* 二极真空管

参照真空管。

* 气体放电管整流器

针状电极和平板电极相向接近尖端放电。 若把针状电极当做负极, 比较低的电压就会开始放 电。利用这样的性质来做当作整流器。

* 点接触二极管

用钨之类的金属针状电极与 N 型半导体的表面接触。此构造的特征是寄生电容非常小。采 用于锗质二极管和 Gunn 二极管。矿石检波器也是一种点接触二极管。

* 发光二极管 (Light Emitting Diode. LED)

* Gunn diode

应用于低功率微波振荡器。

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