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點接觸型二極管是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地燒結(jié)在一起，形成一個“PN結(jié)”。由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機的檢波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關、脈沖及高頻電路中。

 

晶體二極管的分類

 

一、根據(jù)構造分類

　　

半導體二極管主要是依靠PN結(jié)而工作的。與PN結(jié)不可分割的點接觸型和肖特基型，也被列入一般的二極管的范圍內(nèi)。包括這兩種型號在內(nèi)，根據(jù)PN結(jié)構造面的特點，把晶體二極管分類如下：

 

點接觸型二極管

　　

點接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后，再通過電流法而形成的。因此，其PN結(jié)的靜電容量小，適用于高頻電路。但是，與面結(jié)型相比較，點接觸型二極管正向特性和反向特性都差，因此，不能使用于大電流和整流。因為構造簡單，所以價格便宜。對于小信號的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言，它是應用范圍較廣的類型。

 

鍵型二極管

　　

鍵型二極管是在鍺或硅的單晶片上熔接或銀的細絲而形成的。其特性介于點接觸型二極管和合金型二極管之間。與點接觸型相比較，雖然鍵型二極管的PN結(jié)電容量稍有增加，但正向特性特別優(yōu)良。多作開關用，有時也被應用于檢波和電源整流（不大于50mA）。在鍵型二極管中，熔接金絲的二極管有時被稱金鍵型，熔接銀絲的二極管有時被稱為銀鍵型。

 

合金型二極管

　　

在N型鍺或硅的單晶片上，通過合金銦、鋁等金屬的方法制作PN結(jié)而形成的。正向電壓降小，適于大電流整流。因其PN結(jié)反向時靜電容量大，所以不適于高頻檢波和高頻整流。

 

擴散型二極管

　　

在高溫的P型雜質(zhì)氣體中，加熱N型鍺或硅的單晶片，使單晶片表面的一部變成P型，以此法PN結(jié)。因PN結(jié)正向電壓降小，適用于大電流整流。最近，使用大電流整流器的主流已由硅合金型轉(zhuǎn)移到硅擴散型。

 

臺面型二極管

 

PN結(jié)的制作方法雖然與擴散型相同，但是，只保留PN結(jié)及其必要的部分，把不必要的部分用藥品腐蝕掉。其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺面形，因而得名。初期生產(chǎn)的臺面型，是對半導體材料使用擴散法而制成的。因此，又把這種臺面型稱為擴散臺面型。對于這一類型來說，似乎大電流整流用的產(chǎn)品型號很少，而小電流開關用的產(chǎn)品型號卻很多。

 

平面型二極管

　　

在半導體單晶片（主要地是N型硅單晶片）上，擴散P型雜質(zhì)，利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用，在N型硅單晶片上僅選擇性地擴散一部分而形成的PN結(jié)。因此，不需要為調(diào)整PN結(jié)面積的藥品腐蝕作用。由于半導體表面被制作得平整，故而得名。并且，PN結(jié)合的表面，因被氧化膜覆蓋，所以公認為是穩(wěn)定性好和壽命長的類型。最初，對于被使用的半導體材料是采用外延法形成的，故又把平面型稱為外延平面型。對平面型二極管而言，似乎使用于大電流整流用的型號很少，而作小電流開關用的型號則很多。

 

合金擴散型二極管

　　

它是合金型的一種。合金材料是容易被擴散的材料。把難以制作的材料通過巧妙地摻配雜質(zhì)，就能與合金一起過擴散，以便在已經(jīng)形成的PN結(jié)中獲得雜質(zhì)的恰當?shù)臐舛确植?。此法適用于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。

 

外延型二極管

　　

用外延面長的過程制造PN結(jié)而形成的二極管。制造時需要非常高超的技術。因能隨意地控制雜質(zhì)的不同濃度的分布，故適宜于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。

 

肖特基二極管

　　

基本原理是：在金屬（例如鉛）和半導體（N型硅片）的接觸面上，用已形成的肖特基來阻擋反向電壓。肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特長是：開關速度非常快：反向恢復時間trr特別地短。因此，能制作開關二極和低壓大電流整流二極管。

 

二、根據(jù)用途分類

 

檢波用二極管

　　

就原理而言，從輸入信號中取出調(diào)制信號是檢波，以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流小于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(jié)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，除用于檢波外，還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。

 

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?。?00mA）作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。面結(jié)型，工作頻率小于KHz，最高反向電壓從25伏至3000伏分A～X共22檔。分類如下：①硅半導體整流二極管2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③用于電視機高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。

 

限幅用二極管

　　

大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售：依據(jù)限制電壓需要，把若干個必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個整體。

 

調(diào)制用二極管

　　

通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途，但它們通常是直接作為調(diào)頻用。

 

混頻用二極管

　　

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

 

放大用二極管

　　

用二極管放大，大致有依靠隧道二極管和體效應二極管那樣的負阻性器件的放大，以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此，放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應二極管和變?nèi)荻O管。

 

開關用二極管

　　

有在小電流下（10mA程度）使用的邏輯運算和在數(shù)百毫安下使用的磁芯激勵用開關二極管。小電流的開關二極管通常有點接觸型和鍵型等二極管，也有在高溫下還可能工作的硅擴散型、臺面型和平面型二極管。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型平面接觸為高速開關電路用；用于開關、限幅、鉗位或檢波等電路；肖特基（SBD）硅大電流開關，正向壓降小，速度快、效率高。

 

變?nèi)荻O管

 

用于自動頻率控制（AFC）和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓， 使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常，雖然是采用硅的擴散型二極管，但是也可采用合金擴散型、外延結(jié)合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管，因為這些二極管對于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。

結(jié)電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路，多以硅材料制作。

 

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?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍（即急變）二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同，但電抗器的構造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復二極管，從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr短，因此，其特長是急速地變成關閉的轉(zhuǎn)移時間顯著地短。如果對階躍二極管施加正弦波，那么，因tt（轉(zhuǎn)移時間）短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產(chǎn)生很多高頻諧波。

 

穩(wěn)壓二極管

　　

是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。作為控制電壓和標準電壓使用而制作的。二極管工作時的端電壓（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài)，硅材料制作，動態(tài)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系數(shù)則為2DW型。

 

PIN型二極管（PIN Diode）

　　

這是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導體（或低濃度雜質(zhì)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，由于少數(shù)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，并且，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(qū)的阻抗很高；在直流正向偏置時，由于載流子注入“本征”區(qū)，而使“本征”區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗狀態(tài)。因此，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應用于高頻開關（即微波開關）、移相、調(diào)制、限幅等電路中。

 

雪崩二極管(Avalanche Diode)

　　

它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時間，所以其電流滯后于電壓，出現(xiàn)延遲時間，若適當?shù)乜刂贫稍綍r間，那么，在電流和電壓關系上就會出現(xiàn)負阻效應，從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應用于微波領域的振蕩電路中。

 

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。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的N型區(qū)是高摻雜的（即高濃度雜質(zhì)的）。隧道電流由這些簡并態(tài)半導體的量子力學效應所產(chǎn)生。發(fā)生隧道效應具備如下三個條件：①費米能級位于導帶和滿帶內(nèi)；②空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；簡并半導體P型區(qū)和N型區(qū)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(shù)有峰谷電流比（IP／PV），其中，下標“P”代表“峰”；而下標“V”代表“谷”。江崎二極管可以被應用于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），也可以被應用于高速開關電路中。

 

快速關斷（階躍恢復）二極管(Step Recovary Diode)

　　

它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構上的特點是：在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū)，從而形成“自助電場”。由于PN結(jié)在正向偏壓下，以少數(shù)載流子導電，并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應，使其反向電流需要經(jīng)歷一個“存貯時間”后才能降至最小值（反向飽和電流值）。階躍恢復二極管的“自助電場”縮短了存貯時間，使反向電流快速截止，并產(chǎn)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(fā)生電路。快速關斷（階躍恢復）二極管用于脈沖和高次諧波電路中。

 

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(jié)”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。其半導體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數(shù)載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。

 

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。

 

瞬變電壓抑制二極管

 

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。

 

雙基極二極管（單結(jié)晶體管）

　　

兩個基極，一個發(fā)射極的三端負阻器件，用于張馳振蕩電路，定時電壓讀出電路中，它具有頻率易調(diào)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

 

發(fā)光二極管

　　

用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成，體積小，正向驅(qū)動發(fā)光。工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻、壽命長、可發(fā)紅、黃、綠單色光。

 

三、根據(jù)特性分類

 

點接觸型二極管，按正向和反向特性分類如下。

 

一般用點接觸型二極管

 

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

 

高反向耐壓點接觸型二極管

　　

是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號的二極管一般正向特性不太好或一般。在點接觸型鍺二極管中，有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極管，其耐壓受到限制。要求更高時有硅合金和擴散型。

 

高反向電阻點接觸型二極管

　　

正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高，但反向電流小，因此其特長是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負荷電阻的電路中，就鍺材料高反向電阻型二極管而言，SD54、1N54A等等屬于這類二極管。

 

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(yōu)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。

 

二極管選型注意事項：

 

二極管參數(shù)需降額使用，參考《降額規(guī)范》，請關注《硬件十萬個為什么》發(fā)送“規(guī)范”。

 

發(fā)光二極管：

 

1) 發(fā)光二極管優(yōu)選直徑為5mm的插腳型號.貼片發(fā)光二極管優(yōu)選選用有焊接框架的型號，ESD/MSL等級遵循上述的標準。

 

2) 發(fā)光二極管優(yōu)選有邊、短腳的；為了保持公司產(chǎn)品的一致性，紅發(fā)紅、綠發(fā)綠等型號優(yōu)選，白發(fā)紅、白發(fā)綠等型號慎選；如果沒有特殊要求，盡量不要使用長腳、無邊的。

 

3) 發(fā)光二極管優(yōu)選品牌為“億光”。

 

快恢復二極管：

 

1)低電壓（耐壓值200V以下）下，高時間特性時選肖特基二極管；

 

2)肖特基管熱阻和電流都較大，優(yōu)選分立式封裝。通常3A以下可以選擇SOD-123或D-64封裝；3～8A可以選擇D2－PAK封裝；8A以上DO-201、TO-220、TO-3P。

 

3)在高電壓時選擇PIN結(jié)構快恢復二極管。

 

整流二極管：

 

1)主要考慮最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復時間等參數(shù)；

 

2)開關電源整流、脈沖整流用整流二極管，宜選工作頻率較高、反向恢復時間較短、或選快恢復二極管。

 

3)低電壓、大電流時整流，選肖特基二極管。

 

4)同電流等級優(yōu)先選擇反壓最高的型號.如1A以下選用1N4007（M7），3A的選用IN5408。

 

肖特基二極管：

 

同電流檔次的保留反壓最高的等級，如：1N5819保留,1N5817禁選， SS14保留，SS12禁選;B340A保留。

 

穩(wěn)壓二極管：

 

1)穩(wěn)定電壓值應與應用電路的基準電壓值相同；

 

2)最大穩(wěn)定電流高于應用電路的最大負載電流50%左右；

 

3)穩(wěn)壓管在選型時務必注意器件功率的降額處理。實際功率應小于0.5×P。

 

4)功率在0.5W以下的型號選擇貼片式封裝，0.5W及以上選擇直插式封裝

 

瞬態(tài)抑制二極管：

 

1)Vrmax（最大反向工作電壓）≥正常工作電壓。

 

2)Vcmax（最大鉗位電壓）≤最大允許安全電壓。常規(guī)CMOS電路電源電壓為3～18V，擊穿電壓為22V，則應選Vcmax為18～22V的TVS管。

 

3)Pp（瞬態(tài)脈沖功率的最大值）=最大峰值脈沖電流Ipmax與Vcmax。Pp大于被保護器件或線路的最大瞬態(tài)

 

4)浪涌功率。

 

5)品牌：優(yōu)選NXP和ON。

 

二極管的檢測（以肖特基為例）

 

肖特基（Schottky）二極管也稱肖特基勢壘二極管（簡稱SBD），它是一種低功耗、超高速半導體器件，廣泛應用于開關電源、變頻器、驅(qū)動器等電路，作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護二極管使用，或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。

 

1．性能比較

　　

下表列出了肖特基二極管和超快恢復二極管、快恢復二極管、硅高頻整流二極管、硅高速開關二極管的性能比較。由表可見，硅高速開關二極管的trr雖極低，但平均整流電流很小，不能作大電流整流用。

 

 

2．檢測方法

　　

下面通過一個實例來介紹檢測肖特基二極管的方法。檢測內(nèi)容包括：①識別電極；②檢查管子的單向?qū)щ娦裕虎蹨y正向?qū)航礦F；④測量反向擊穿電壓VBR。

 

 

被測管為B82-004型肖 特基管，共有三個管腳，將管腳按照正面（字面朝向人）從左至右順序編上序號①、②、③。選擇500型萬用表的R×1檔進行測量，全部數(shù)據(jù)整理成下表：

 

測試結(jié)論：

 

第一，根據(jù)①—②、③—④間均可測出正向電阻，判定被測管為共陰對管，①、③腳為兩個陽極，②腳為公共陰極。

 

第二，因①—②、③—②之間的正向電阻只幾歐姆，而反向電阻為無窮大，故具有單向?qū)щ娦浴?/div>