二极管简介

二极管简介

一、半导体特点

1. 导电能力在道题和绝缘体之间

2. 热敏性：温度可以明显改变半导体的导电率

3. 光敏性：光照可以明显改变半导体的导电率，还可以产生电动势，这是BJT的光电效应

4. 掺杂性：通过掺入杂质可以明显改变半导体的导电率（在30℃的纯锗中掺入一亿份之一的杂质，电导率增加几百倍）

二、杂质半导体

在本证半导体中加入微量杂质（≤百万份之一），可使其导电性能显著改变。根据掺入杂志的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。

1.N型半导体（电子型）

在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷、砷、锑，则构成N行半导体。

2. P型半导体（空穴型）

在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的三价元素，如硼、铝、铟，则构成P型半导体。

3. PN结的反向击穿

当反向电压达到一定数值，反向电流急剧增加的现象称为反向击穿（电击穿）。若不加限流措施，PN结将过热而损坏，此称为热击穿。电击穿是可逆的，热击穿是不可逆的。

点接触型管子中不允许通过较大的电流，因结电容小，可用在检波和变频等高频电路中。面接触型二极管PN结的面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作，可用做工频大电流整流电路。

二、伏安特性

二极管两端的电压U及流过二极管的电流I之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。1. 正向特性

二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管的正向特性。如下图所示，当二极管所加正向电压比较小（0＜U＜Vth），二极管上流经的电流为0，管子仍截至，此区域称为死区，Vth称为死区电压（门槛电压）。硅二极管的死区电压约0.5V，锗二极管死区电压约0.1V。

2. 反向特性

二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二极管的反向特性。由上图可见，二极管外加反向电压时，反向电流很小（SI管10^-15~10^-10A，GE管10^-10~10^-7A），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称电流值为二极管的反向饱和电流Is.

3. 反向击穿特性

由上图可见，当反向电压的值增大到Vbr时，反向电压值稍有增大，反向电流值急剧增大，此现象为反向击穿，Vbr为反向击穿电压。利用二极管的反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但一般的二极管不允许工作在反向击穿区。

二、二极管的温度特性

二极管是对温度非常敏感的器件。实验表明，随着温度的升高，二极管的正向压降会减小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系数（约为-2mV/℃）；温度升高，反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，温度每升高10℃，反向电流大约增加一倍。下图为温度对二极管伏安特性的影响。

三、二极管的主要参数

1. 最大整流电流IF 指二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。

2. 反向击穿电压VBR 指二极管击穿时的电压值。

3. 反向饱和电流IS 指管子没有击穿时的反向电流值。其值越小，说明二极管的单向导电性越好。

4. 最高工作频率fm 决定于极间电容，当工作频率＞fm，二极管的单向导电性降低。

2. 二极管好坏的判定

（1）若测得的反向电阻很大（几百千欧以上），正向电阻很小（几千欧以下），表明二极管性能良好。

（2）若测得的反向电阻和正向电阻都很小，表明二极管短路，已损坏。

（3）若测得的反向电阻和正向电阻都很大，表明二极管断路，已损坏

五、二极管应用电路举例

普通二极管的应用范围很广，可用于开关、稳压、整流、限幅等电路。

六、特殊二极管

1. 稳压二极管

又名齐纳二极管，简称稳压管，是一种特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管，这种管子杂质浓度比较大，容易发生击穿，其击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化，从而达到稳压的目的。稳压管工作于反向击穿区。

（2）稳压管的主要参数

稳定电压UZ 指当稳压管中的电流为规定值时，稳压管在电路中其两端产生的稳定电压值。稳定电流IZ 指稳压管工作在稳压状态时，稳压管中流过的电流，有最小稳定电流Izmin 和最大稳定电流Izmax之分。

耗散功率PM 指稳压管正常工作时，管子上允许的最大消耗功率。

（3）应用稳压管应注意的问题

稳压管稳压时，一定要外加反向电压，保证管子工作在反向击穿区。当外加的反向电压值大于或等于UZ时，才能起到稳压的作用；若外加的电压值小于UZ时，稳压二极管相当于普通的二极管使用。

在稳压管稳压电路中，一定要配合限流电阻的使用，保证稳压管中流过的电流在规定的范围内。

2. 发光二极管

发光二极管市一中光发射器件，英文缩写是LED。此类管子通常由镓（Ga）、砷（As）、磷（P）等元素的化合物制成，管子正向导通，当导通电流足够大时，能把电能直接转换为光能，发出光。目前发光二极管颜色有红、黄、橙、绿、白、蓝6种。其中白色二极管主要应用在手机背光灯、液晶显示器背光灯、照明等领域。

发光二极管工作时导通电压比普通二极管大，其工作电压随材料不同而不同，一般为1.7~2.4V。普通绿、黄、红、橙色发光二极管工作电压约为2V；白色发光二极管工作电压一般高于3.3V。发光二极管的工作电流一般在2mA~25mA的范围。