半导体二极管的类型
第02章 半导体二极管及基本电路
一、N 型半导体：
N型
电子为多数载流子
+4 +4 +4
空穴为少数载流子
+4 +5 +4 自由电子
磷原子 施主原子
载流子数 电子数
N型杂质半导体的特点：
1、与本征激发不同，施主原子在提供多余电子的同时 并不产生空穴，而成为正离子被束缚在晶格结构 中，不能自由移动，不起导电作用。
2、在室温下，多余电子全部被激发为自由电子，故N
特性 符号及等效模型：
iD
uD
S
S
正向偏置时： 管压降为0，电阻也为0。 反向偏置时： 电流为0，电阻为∞。
正偏导通，uD = 0； 反偏截止， iD = 0 R =
二、二极管的恒压降模型
iD U (BR) URM O IF uD
iD UD(on) uD
uD = UD(on)
0.7 V (Si) 0.2 V (Ge)
iD 急剧上升
死区 电压
UD(on) = (0.6 0.8) V 硅管 0.7 V (0.1 0.3) V 锗管 0.2 V iD = IS < 0.1 A(硅) 几十 A (锗) 反向电流急剧增大 (反向击穿)
U(BR) U 0 U < U(BR)
反向击穿类型： 电击穿 — PN 结未损坏，断电即恢复。 热击穿 — PN 结烧毁。 反向击穿原因： 齐纳击穿： 反向电场太强，将电子强行拉出共价键。 (Zener) (击穿电压 < 6 V) 反向电场使电子加速，动能增大，撞击 雪崩击穿： 使自由电子数突增。 (击穿电压 > 6 V)
t
例: ui = 2 sin t (V)，分析二极管的限幅作用。 1、 0.7 V < ui < 0.7 V
好资料二极管
图1－7 PN结加正向电压 时的导电情况
第一章 半导体二极管
(2) PN结加反向电压时的导电情况 PN结加反向电压时的导电情况如图1－8所示。
外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内 电场方在向一相定同的，温加度强条了件内下电，场。内电场对多子扩散运动的阻碍 增由强本，征激发决定的少子浓 扩度散是电一流定大的大，减故小少。子此形时成 P的N结漂区移电的流少是子恒在定内的电，场基的 作本用上下与形所成加的反漂向移电电压流的大大 于小扩无散关电，流这，个可电忽流略也扩称散为 电反流向，饱P和N结电呈流现。高阻性。
P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压， 简称反偏。
第一章 半导体二极管
(1) PN结加正向电压时的导电情况 PN结加正向电压时的导电情况如图1－7所示。
外加的正向电压有一部 分降落在PN结区，方向与 PN结内电场方向相反，削弱 了内电场。于是,内电场对 多子扩散运动的阻碍减弱， 扩散电流加大。扩散电流远 大于漂移电流，可忽略漂移 电流的影响，PN结呈现低阻 性。
图 1－8 PN结加反向电压时 的导电情况
第一章 半导体二极管
图 1－9 PN结加反向电压时 的导电情况
PN结加正向电压时 ，呈现低电阻，具有较大 的正向扩散电流；PN结 加反向电压时，呈现高电 阻，具有很小的反向漂移 电流。由此可以得出结论 ：PN结具有单向导电性 。
第一章 半导体二极管
往往用于集成电路制造工
4、最高工作频率ｆＭ。ｆＭ的值主要取决于ＰＮ
结结电容的大小, 结电容越大, 则二极管允许的最高工 作频率越低。
第一章 半导体二极管
1.3 二极管电路的分析方法
线性化：用线性电路的方法来处理，将非线性器件用恰 当的元件进行等效，建立相应的模型。
二极管的小知识
二极管的小知识什么是二极管?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。
我们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。
1.半导体的种类？半导体可分为本征半导体.P型半导体.N型半导体。
本征半导体：硅和锗都是半导体，而纯硅和锗（11个9的纯度）晶体称本征半导体。
硅和锗为4价元素，其晶体结构稳定。
P型半导体：P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子，譬如极小量（一千万之一）的铟合成的晶体。
由于3价原子进入4价原子中，因此这晶体结构中就产生了少一电子的部分。
由于少一电子，所以带正电。
P型的“P”正是取“Positve（正）”一词的第一个字母。
N型半导体：若把5价的原子，譬如砷混入4价的本征半导体，将产生多余1个电子的状态结晶，显负电性。
这N是从“Negative（负）”中取的第一个字母。
3．二极管的电流为什么只是一个方向流动呢？如图一是未加电场（电压）的情况P型载流子和N型载流子随机地在晶体中。
若在图二中的N端施加正电压，在P端施加负电压，内部的载流子，电子被拉到正电压方，空核裤拉到负电压方，从而结合面上的载流子数量大大减少，电阻便增大了。
如图三加相反电压，此时内部载流子通过结合面，变得易于流动。
换言之电阻变小，电流正向流动。
请记住：二极管的正向导通是从P型指向N型，国际的标法是：三角形表示P 型，横线是N型。
二极管在0.6V以上的电压下电流可急剧移动，反向则无二极管的特性与应用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。
二极管种类有很多
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。
肖特基二极管的检测肖特基（Schottky）二极管也称肖特基势垒二极管（简称SBD），它是一种低功耗、超高速半导体器件，广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路，作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用，或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。
1．性能比较下表列出了肖特基二极管和超快恢复二极管、快恢复二极管、硅高频整流二极管、硅高速开关二极管的性能比较。
由表可见，硅高速开关二极管的trr虽极低，但平均整流电流很小，不能作大电流整流用。
2．检测方法下面通过一个实例来介绍检测肖特基二极管的方法。
检测内容包括：①识别电极；②检查管子的单向导电性；③测正向导压降VF；④测量反向击穿电压VBR。
被测管为B82-004型肖特基管，共有三个管脚，将管脚按照正面（字面朝向人）从左至右顺序编上序号①、②、③。
选择500型万用表的R×1档进行测量，全部数据整理成下表：测试结论：第一，根据①—②、③—④间均可测出正向电阻，判定被测管为共阴对管，①、③脚为两个阳极，②脚为公共阴极。
第二，因①—②、③—②之间的正向电阻只几欧姆，而反向电阻为无穷大，故具有单向导电性。
第一章二极管-PPT课件
本征半导体：
四价元素
外层四个电子
原子实或惯性核 为原子核和内层电子组成
价电子为相邻两原子所共有
3.本征激发：
本征激发 电子空穴 成对产生
自由电子（带负电-e)
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
4.载流子 ：自由 +4 运动的带电粒子：
电子带负电： +4 －e=-1.6×10-19c,
空穴带正电:
e=1.6×10-19c.
锗管UD(ｏn)=0.2V。
（2）反向特性： 二极管两端加上反向 电压时，反向饱和电流IS很小（室温下， 小功率硅管的反向饱和电流IS小于0.1μA。 （3）反向击穿特性 二极管两端反向电压 超过U(BR)时，反向电流IR随反向电压的增大 而急剧增大， U(BR) 称为反向击穿电压。
（5）齐纳击穿：由高浓度掺杂材料制成的PN结中耗尽区宽度很窄，即使反向电
压不高也容易在很窄的耗尽区中形成很强的电场，将价电子直接从共价键中拉出 来产生电子-空穴对，致使反向电流急剧增加，这种击穿称为齐纳击穿。
§1 .2 二极管的特性及主要参数 一、 半导体二极管的结构和类型
构成：PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管(Diode) 符号：阳极（正极） 阴极（负极） 分类： 1.根据材料 硅二极管、锗二极管 2.根据结构 点接触型、面接触型、平面型 1．二极管的结构和符号
空穴（带正电+e)
5.复 合： 自由电子和空穴在运动 中相遇重新结合成对消 失的过程。 电子电流:IN
空穴电流:IP 共有电子 递补运动
+4
+4
二极管的用途和种类
二极管的用途和种类二极管是一种只可以让电流在一个方向上流通的电子器件，被广泛应用于各种电子设备和电路中。
它是由N型半导体和P型半导体组成的晶体管，具有单向导电特性，可以在电子学中光偶合、整流、变频、检波、限幅、稳压、电压调节、放大等方面进行应用。
下面我们将详细介绍二极管的种类和应用。
1.普通二极管普通二极管是最基本的二极管器件，它的主要特点是正向电压小，反向电压大。
常用于整流、限流、稳压等电路中。
2.肖特基二极管肖特基二极管也被称为热电子二极管，由于它的构造与普通二极管不同，特点是正向导通电压低，截止电压高，反向漏电流小。
常用于高频电路和微波电路。
3.恢复二极管5.隧道二极管隧道二极管又被称为双基势垒二极管，它的主要特点是负电阻特性，可以在信号放大、振荡、开关电源等方面进行应用。
6.光电二极管光电二极管也被称为光敏二极管，它的主要特点是将光能转化为电能。
它经过改良可以用于太阳能电池、红外线探测器和光电传感器等方面。
肖特基光伏二极管又被称为太阳电池，它是一种将光能转化为电能的半导体器件，在太阳能领域得到了广泛的应用。
8.集成二极管集成二极管是一种被集成在芯片上的电子器件，可用于微处理器、存储器、数字信号处理器等领域。
1.整流普通二极管经常被应用于整流电路中，可以将交流电转变为直流电。
2.稳压肖特基二极管、肖特基势垒二极管、恢复二极管、稳压管等可以被用于稳压电路中，协助电路实现稳定的电压输出。
3.放大隧道二极管由于具备负电阻特性，因此可以被应用于放大电路中。
4.开关二极管在电路中还可以被用于开关电路中，可以进行快速的打开和关闭操作。
总结：二极管是一种经典的电子器件和半导体材料科学中的基础研究领域，其种类繁多，应用广泛，再加上它具有单向导电特性，因此在电子学中得到了广泛的应用。
这使得二极管成为电子学中不可或缺的元件之一。
二极管的分类表
二极管的分类表
摘要：
一、引言
二、二极管的分类
1.按照结构分类
2.按照功能分类
三、二极管的应用
四、总结
正文：
【引言】
二极管是电子学中最常见的元件之一，它具有单向导通的特性，被广泛应用于各种电子设备中。
根据不同的分类标准，二极管可以被分为不同的类型。
本文将对二极管的分类进行详细的介绍。
【二极管的分类】
1.按照结构分类
二极管按照结构分类，主要可以分为点接触型二极管、面接触型二极管和和平面型二极管。
其中，点接触型二极管是由一个N 型半导体和一个P 型半导体通过点接触而成，面接触型二极管是由一个N 型半导体和一个P 型半导体通过面接触而成，而平面型二极管则是由两个N 型半导体或两个P 型半导体之间夹着一个P 型或N 型半导体而成。
2.按照功能分类
二极管按照功能分类，主要可以分为整流二极管、开关二极管、稳压二极管、光电二极管等。
整流二极管主要用于整流电路，可以将交流电转化为直流电；开关二极管主要用于开关电路，可以实现电路的快速开关；稳压二极管主要用于稳压电路，可以保持电路中的电压稳定；光电二极管则是一种能够将光信号转化为电信号的二极管。
【二极管的应用】
二极管广泛应用于各种电子设备中，如电源、放大器、振荡器、电视机、收音机等。
它们不仅可以用于整流、开关、稳压等电路，还可以用于光电转换、能量转换等高级应用。
【总结】
总的来说，二极管是一种重要的电子元件，它不仅结构简单，而且功能多样，可以满足各种电子设备的需求。
二极管的种类和用途图
二极管的种类和用途图二极管是一种电子器件，又称晶体二极管或电子二极管。
它由半导体材料制成，具有两个电极：一个是P型半导体和一个是N型半导体。
二极管是电子电路中最简单和最重要的器件之一，它具有许多不同的种类和用途。
在接下来的1200字里，我将详细介绍几种常见的二极管种类及其用途。
1. 通用二极管（General Purpose Diode）通用二极管是最常见的二极管类型之一，也称为整流二极管或信号二极管。
它的主要功能是将交流信号转换为直流信号，在电子设备中广泛应用于整流、开关、保护和调整电源电压等方面。
通用二极管一般采用硅材料制成，具有较高的导电性和耐压能力。
2. 效应二极管（Tunnel Diode）效应二极管是一种具有负差电阻特性的特殊二极管。
由于量子力学效应产生的特殊电子输运机制，效应二极管在特定电压范围内体现出反常的导电行为。
它主要用于高频振荡器、微波发射器、高速计数器和超低噪声放大器等应用领域。
3. 快恢复二极管（Fast Recovery Diode）快恢复二极管是一种具有较短恢复时间的二极管。
在高频、大功率开关电路中，由于一个二极管关闭时需要一定的恢复时间来驱散载流子，这个时间间隔会导致电压波形的畸变。
而快恢复二极管能够更快地恢复至开态，减小电压波形的畸变，提高电路的开关速度和效率。
因此，快恢复二极管广泛应用于开关电源、逆变器、电机驱动和电源传输等领域。
4. 功率二极管（Power Diode）功率二极管是一种可以承受较大电流和电压的二极管。
它通常用于电流大、电压高的电路中，如整流器、逆变器、电源开关、电机驱动和高频电源传输等应用场合。
功率二极管一般采用硅材料制成，有较低的导通电阻，能够耐受较大的功率损耗。
5. 发光二极管（Light Emitting Diode，LED）发光二极管是一种能够将电能转换为可见光能量的二极管。
LED具有耐用、高亮度、低功耗、寿命长等优点，因此被广泛应用于照明、显示、指示和通信等领域。
二极管的型号命名规定
二极管的型号命名规定由五个部分组成晶体二极管的分类一、根据构造分类半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。
与PN结不可分割的点接触型和肖特基型，也被列入一般的二极管的范围内。
包括这两种型号在内，根据PN结构造面的特点，把晶体二极管分类如下：1、点接触型二极管点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后，再通过电流法而形成的。
因此，其PN结的静电容量小，适用于高频电路。
但是，与面结型相比较，点接触型二极管正向特性和反向特性都差，因此，不能使用于大电流和整流。
因为构造简单，所以价格便宜。
对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言，它是应用范围较广的类型。
2、键型二极管键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的。
其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。
与点接触型相比较，虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加，但正向特性特别优良。
多作开关用，有时也被应用于检波和电源整流（不大于50mA）。
在键型二极管中，熔接金丝的二极管有时被称金键型，熔接银丝的二极管有时被称为银键型。
3、合金型二极管在N型锗或硅的单晶片上，通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的。
正向电压降小，适于大电流整流。
因其PN结反向时静电容量大，所以不适于高频检波和高频整流。
4、扩散型二极管在高温的P型杂质气体中，加热N型锗或硅的单晶片，使单晶片表面的一部变成P型，以此法PN结。
因PN结正向电压降小，适用于大电流整流。
最近，使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型。
5、台面型二极管PN结的制作方法虽然与扩散型相同，但是，只保留PN结及其必要的部分，把不必要的部分用药品腐蚀掉。
其剩余的部分便呈现出台面形，因而得名。
初期生产的台面型，是对半导体材料使用扩散法而制成的。
因此，又把这种台面型称为扩散台面型。
对于这一类型来说，似乎大电流整流用的产品型号很少，而小电流开关用的产品型号却很多。
6、平面型二极管在半导体单晶片（主要地是N型硅单晶片）上，扩散P型杂质，利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用，在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的PN结。
二极管基本概念基本概念二极管是晶体二极管的简称，也叫半导体...
二极管基本概念基本概念二极管是晶体二极管的简称，也叫半导体二极管，用半导体单晶材料（主要是锗和硅）制成，是半导体器件中最基本的一种器件，是一种具有单方向导电特性的无源半导体器件。
一、二极管基本结构二极管的基本结构是一个PN结，二极管的所有特性都取决于PN结特性。
从PN结的导电原理可知，只有在正向偏置条件下，二极管才处于导通状态，所以说二极管具有单方向导电特性。
二、电路符号分类：半导体二极管种类很多。
基本参数基本参数一、结压降：结压降是指当外加正向偏置电压时，二极管能进入正常导通状态时的必须具有的最小外加电压值，也称为死区电压或导通电压。
对于硅二极管，这个电压一般为0.6V左右；对于锗二极管，这个电压一般为0.2V左右。
二、正向直流电阻R D：正向直流电阻R D是指二极管在给定外加正向直流电压时的电压与电流之比，R D=V DQ/I DA。
三、正向交流电阻r d：正向交流电阻r d是指在给定外加正向交流电压时的D V D与D I D之比，r d=D V D/D I D。
四、反向击穿电压V BR：反向击穿电压V BR是指反向击穿电压增大到某个值，反向电流迅速增大时所对应的电压值。
五、最高反向工作电压V RM ：最高反向工作电压V RM是指二极管不被反向击穿的最高反向电压，一般取反向击穿电压的1/2。
对有些小容量二极管，最高反向工作电压则定为反向击穿电压的2/3。
应用中一定要保证不超过最大反向工作电压。
防止三极管因进入饱和状态而降低开关速度。
六、最大反向电流I BR：最大反向电流I BR是指在规定的反向偏压下，通过二极管的电流。
这一电流在反向击穿之前大致不变，故又称为反向饱和电流，如图所示。
通常硅管为几毫安以下，锗管为几百微安。
反向电流的大小，反映了晶体二极管单向导电性能的好坏，反向电流的数值越小越好。
七、最高工作频率f M：最高工作频率f M指二极管能保持良好工作特性时的工作电压最高频率。
有时手册中标出的不是“最高工作频率（f M）”，而是标出“频率（f）”，意义是一样的。
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半导体二极管的类型
半导体二极管是一种非常重要的电子元件，广泛应用于电子电路中的整流、开关、放大、保护等功能。
根据不同的工作原理和结构，半导体二极管可以分为多种类型。
1. pn结二极管: pn结二极管是最基本的半导体二极管。
它是由
p型半导体和n型半导体组成的。
p型半导体中载流子主要是
空穴，n型半导体中载流子主要是电子。
在pn结二极管中，
当正向电压施加在p端，而负向电压施加在n端时，就会产生一个电场，阻止电子和空穴的再结合，形成电流。
而当施加的电压方向相反时，就会出现反向击穿现象，此时几乎没有电流通过。
2. 效应二极管: 效应二极管是在pn结二极管的基础上发展起来的。
它是基于场效应晶体管的一种类似于二极管的电子元件。
效应二极管的结构与晶体管的栅极-源极结构类似。
它的导电
性能依赖于栅极电源的电压。
当栅极电源施加正向电压时，效应二极管变得导电，当施加负向电压时，效应二极管呈现高阻态。
3. 变容二极管: 变容二极管是一种随着施加的偏压的不同而产
生电容变化的二极管。
它的结构类似于 pn结二极管，但是在
表面上采用了一层绝缘层。
变容二极管的电容值取决于偏压的大小。
在施加正向偏压时，电容值较小；而在施加负向偏压时，电容值较大。
变容二极管广泛应用于调谐电路中，用于选频和频率变换的功能。
4. 光电二极管: 光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的二极管。
它是基于内部光电效应工作的。
当光照射到光电二极管上时，光电二极管中的载流子会被激发，从而产生电流。
光电二极管广泛应用于光通信、光电检测、光电转换等领域。
5. 快恢复二极管: 快恢复二极管是一种具有快速恢复特性的二极管。
它通过优化结构和材料，将二极管的恢复速度提高到很高的水平。
快恢复二极管能够在高频率和高电压下工作，具有低反向恢复时间和低反向电流等特点。
因此，它被广泛应用于开关电源、逆变器、变频器等高效能电子设备中。
除了以上几种常见的半导体二极管类型外，还有其他一些特殊的二极管。
例如，肖特基二极管是一种结合了金属和半导体材料的二极管，具有低压降和快速开关特性；微波二极管则是专门用于微波电路的二极管，具有高频率和高功率处理能力等。
总之，半导体二极管是电子电路中不可或缺的重要元件。
不同类型的半导体二极管具有不同的工作特性和应用领域，在不同的电子设备和电路中得到广泛的应用。
通过对不同类型半导体二极管的理解和应用，我们可以更好地设计和优化电子电路，实现各种电子功能的需求。