二極管的入門秘籍

二極管的分類

二極管的種類有很多，也有多種不同的分類方法：

1、按照所用的材料分：常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺等等，因此可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管），其中硅是各種半導(dǎo)體材料中最具影響力的一種;

2、按照管芯結(jié)構(gòu)可分為：點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管;

3、按照用途分可分為：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管等。

五種常用二極管的特征

（1）整流二極管：整流二極管可以把交流電源整流成為直流電流，由于結(jié)電容比較大，所以工作頻率低。一般情況下，IF 1 安以上的二極管的封裝多采用金屬殼封，這樣有利于散熱;IF1 安以下的則多采用全塑料封裝;

（2）開關(guān)二極管：開關(guān)二極管顧名思義，主要用在脈沖數(shù)字電路中，用于通斷電路，其反向恢復(fù)時(shí)間較短，能滿足高頻和超高頻的需要，開關(guān)二極管可以分為接觸型，平面型和擴(kuò)散臺(tái)面型三種， IF小于500 毫安的硅開關(guān)二極管，多采用全密封環(huán)氧樹脂或陶瓷片狀封裝;

（3）穩(wěn)壓二極管：穩(wěn)壓二極管又稱齊納二極管，它利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，在電路中起著穩(wěn)壓的作用;

（4）變?nèi)荻O管：變?nèi)荻O管是利用 PN 結(jié)的電容隨外加偏壓而變化這一特性制成的非線性電容元件，廣泛應(yīng)用于參量放大器，倍頻器，電子調(diào)諧等微波電路中。它主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝等途徑突出電容與電壓的非線性關(guān)系，并提高 Q 值以適合應(yīng)用;

（5）TVS二極管：TVS二極管，又稱瞬態(tài)電壓抑制器，是和被保護(hù)電路并聯(lián)的，當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí)，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過(guò)熱燒毀，由于 TVS 二極管的結(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點(diǎn)，具有理想的保護(hù)作用。

二極管的工作原理

1、晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)，當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài);

2、當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流（這也就是導(dǎo)電的原因）

當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流;

3、當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。

二極管的導(dǎo)電特性

二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?，在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出，下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和反向特性：

1、正向特性

在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置，必須說(shuō)明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過(guò)二極管的正向電流十分微弱，只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通，導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。

2、反向特性

在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置，二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管，稱為漏電流，當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。

二極管的主要參數(shù)

用來(lái)表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)，對(duì)初學(xué)者而言，必須了解以下幾個(gè)主要參數(shù)：

1、額定正向工作電流

是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向電流值，因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過(guò)容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時(shí)，就會(huì)使管芯過(guò)熱而損壞，所以，二極管使用中不要超過(guò)二極管額定正向工作電流值，例如，常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。

2、最高反向工作電壓

加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?，為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值，例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。

3、反向電流

反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過(guò)二極管的反向電流，反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍，例如2AP1型鍺二極管，在25時(shí)反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時(shí)，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會(huì)使管子過(guò)熱而損壞，又如，2CP10型硅二極管，25時(shí)反向電流僅為5uA，溫度升高到75時(shí)，反向電流也不過(guò)160uA，故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。

二極管如何測(cè)試好壞

初學(xué)者在業(yè)余條件下可以使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管性能的好壞，測(cè)試前先把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流過(guò)大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零：

1、正向特性測(cè)試

把萬(wàn)用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極，若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間，這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好，若正向電阻為0值，說(shuō)明管芯短路損壞，若正向電阻接近無(wú)窮大值，說(shuō)明管芯斷路，短路和斷路的管子都不能使用。

2、反向特性測(cè)試

把萬(wàn)且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無(wú)窮大值或接近無(wú)窮大值，管子就是合格的。

二極管的應(yīng)用

1、整流二極管

利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動(dòng)直流電;

2、開關(guān)元件

二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)，利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路;

3、限幅元件

二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V），利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi);

4、繼流二極管

在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用;

5、檢波二極管

在收音機(jī)中起檢波作用;

6、變?nèi)荻O管

使用于電視機(jī)的高頻頭中。