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什麼是二極管
二極管(英語：Diode)是電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，隻允許電流由單一方向流過，許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極管(Varicap Diode)則用來當作電子式的可調電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能。二極管最普遍的功能就是隻允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓)，反向時阻斷 (稱為逆向偏壓)。是以，二極管可以想成電子版的逆止閥
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二極管分類
二極管按照材料、制作工藝、用途、結構、封裝可以進行如下分類：
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二極管原理
二極管由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯就是一個PN結，在PN結的兩端各引出一個引線，并用塑膠、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構成了晶體二極管，如下圖1所示。P區的引出的電極稱為正極或陽極，N區的引出的電極稱為負極或陰極。
圖1 二極管結構示意圖及電路符号
晶體二極管為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀态。
當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。
當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍内與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。
當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值産生載流子的倍增過程，産生大量電子空穴對，産生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現象。pn結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。
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二極管特性
4.1、伏安特性
半導體二極管的核心是PN結，它的特性就是PN結的特性——單向導電性。常利用伏安特性曲線來形象地描述二極管的單向導電性。
若以電壓為橫坐标，電流為縱坐标，用作圖法把電壓、電流的對應值用平滑的曲線連接配接起來，就構成二極管的伏安特性曲線，如下圖所示(圖中虛線為鍺管的伏安特性，實線為矽管的伏安特性)。下面對二極管伏安特性曲線加以說明：
4.2、正向特性
二極管兩端加正向電壓時，就産生正向電流，當正向電壓較小時，正向電流極小(幾乎為零)，這一部分稱為死區，相應的A(A′)點的電壓稱為死區電壓或門檻電壓(也稱門檻值電壓)，矽管約為0.5V，鍺管約為0.1V，如圖中OA(OA′)段。
當正向電壓超過門檻電壓時，正向電流就會急劇地增大，二極管呈現很小電阻而處于導通狀态。這時矽管的正向導通壓降約為0.6~0.7V，鍺管約為0.2~0.3V，如圖中AB(A′B′)段。
二極管正向導通時，要特别注意它的正向電流不能超過最大值，否則将燒壞PN結。
4.3、反向特性
二極管兩端加上反向電壓時，在開始很大範圍内，二極管相當于非常大的電阻，反向電流很小，且不随反向電壓而變化。此時的電流稱之為反向飽和電流IR,見圖中OC(OC′)段。
4.4、反向擊穿特性
二極管反向電壓加到一定數值時，反向電流急劇增大，這種現象稱為反向擊穿。此時對應的電壓稱為反向擊穿電壓，用UBR表示，如圖1.11中CD(C′D′)段。
4.5、溫度對特性的影響
由于二極管的核心是一個PN結，它的導電性能與溫度有關，溫度升高時二極管正向特性曲線向左移動，正向壓降減小;反向特性曲線向下移動，反向電流增大。
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常用二極管
1、穩壓二極管
穩壓二極管又名齊納二極管，是利用PN結反向擊穿時電壓基本上不随電流變化而變化的特點來達到穩壓的目的，因為它能在電路中起穩壓作用，故稱為穩壓二極管(簡稱穩壓管) 。穩壓二極管是根據擊穿電壓來分擋的，其穩壓值就是擊穿電壓值。穩壓二極管主要作為穩壓器或電壓基準元件使用，穩壓二極管可以串聯起來得到較高的穩壓值。選用的穩壓二極管應滿足應用電路中主要參數的要求。穩壓二極管的穩定電壓值應與應用電路的基準電壓值相同，穩壓二極管的最大穩定電流應高于應用電路的最大負載電流50％左右。
穩壓二極管是以擊穿電壓來分等級的，如果想要獲得較高的電壓可以串聯使用，這一可以得到更高的輸出恒定電壓。例如1N4620穩壓3.3V、1N4625穩壓5.1V等，功率在從200mW到100W不等。
2、發光二極管
發光二極管的英文簡稱是LED，它是采用磷化镓、磷砷化镓等半導體材料制成的、可以将電能直接轉換為光能的器件。發光二極管除了具有普通二極管的單向導電特性之外，還可以将電能轉換為光能。給發光二極管外加正向電壓時，它也處于導通狀态，當正向電流流過管芯時，發光二極管就會發光，将電能轉換成光能。發光二極管的發光顔色主要由制作管子的材料以及摻入雜質的種類決定。目前常見的發光二極管發光顔色主要有藍色、綠色、黃色、紅色、橙色、白色等。其中白色發光二極管是新型産品。發光二極管的工作電流通常為2～25mA。工作電壓(即正向壓降)随着材料的不同而不同：普通綠色、黃色、紅色、橙色發光二極管的工作電壓約2v；白色發光二極管的工作電壓通常高于2.4V；藍色發光二極管的工作電壓通常高于3.3V。發光二極管的工作電流不能超過額定值太高，否則，有燒毀的危險。故通常在發光二極管回路中串聯一個電阻R作為限流電阻。紅外發光二極管是一種特殊的發光二極管，其外形和發光二極管相似，隻是它發出的是紅外光，在正常情況下人眼是看不見的。其工作電壓約1.4V，工作電流一般小于20mA。有些公司将兩個不同顔色的發光二極管封裝在一起，使之成為雙色二極管(又名變色發光二極管)，這種發光二極管通常有三個引腳，其中一個是公共端，它可以發出三種顔色的光(其中一種是兩種顔色的混和色)，故通常作為不同工作狀态的訓示器件。
3、整流二極管
整流二極管利用二極管的單向導電特性将交流電源整流成脈動的直流電。因為整流二極管的正向電流較大，是以整流二極管的結構一般采用面接觸式，這種結構導緻整流二極管結電容較大，通常情況下整流二極管的工作頻率小于3KHz。全密封金屬結構封裝和塑膠封裝是整流二極管常見的封裝方式，其中正向額定電流在1A以上的整流管采用金屬殼封裝，以充分散熱；正向額定電流在1A以下的整流管多是采用全塑膠的封裝。選用整流二極管時主要考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢複時間等參數。對于普通串聯穩壓電源電路中使用的整流管，其對截止頻率的反向恢複時間要求不高，隻需根據電路設計需求選擇最大整流電流和最大反向工作電流滿足要求的整流管即可，這類的整流二極管有1NXX系列、2CZ系列等。開關型穩壓電源的整流電路及脈沖整流電路中使用的二級管，應該選用工作頻率高、反向恢複時間短的整流管。。而對于高頻率的開關電源則要用工作頻率較高、反向恢複時間較短的整流二極管，這類二極管有RU系列、V系列、1SR系列等等。更高一點的可以考慮用肖特基二極管來整流。
4、檢波用二極管
檢波二極管是将疊加在高頻載波中的低頻信号篩選出來的器件，其具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。檢波二極管具有正向壓降小、檢波效率高、結電容小、頻率特性好等特點。在選用檢波二極管時時，應該根據電路設計需求選擇工作頻率高、反向電流小、正向電流足夠大的檢波二極管
檢波就是從輸入信号中取出調制信号，以整流電流的大小，一般是100mA為分界點通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。檢波用二極管通常用半導體收音機、電視機等小信号電路當中。
5、肖特基二極管
肖特基二極管是肖特基勢壘二極管(Sehottky Barrier Diode，簡稱SBD)的簡稱。是一種具有低功耗、大電流、超高速半導體器件，其反向恢複時間極短(可以小到幾納秒)，正向導通壓降僅0.4 V左右，而整流電流卻可達到幾千安培，這些優良特性是快恢複二極管所無法比拟的。肖特基二極管是用貴重金屬(金、銀、鋁、鉑等)為正極，以N型半導體為負極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬一半導體器件。肖特基二極管通常用在高頻、大電流、低電壓整流電路中。普遍用于用于大電流整流二極管、續流二極管、保護二極管場合。有些開關電源需要用到肖特基二極管。
6、瞬态電壓抑制二極管
瞬态電壓抑制二極管簡稱TVP管(transient—voltage—suppressor)。它是在穩壓管的工藝基礎上發展起來的一種半導體器件，主要應用于對電壓的快速過壓保護電路中。廣泛用于計算機、電子儀表、通信裝置、家用電器以及野外作業的機載／船用及汽車用電子裝置，并可以作為人為操作引起的過電壓沖擊或雷電對裝置的電擊等保護元件。瞬态電壓抑制二極管按照其峰值脈沖功率可以分為四類：50W、1000W、1500W、5000W。瞬态電壓抑制二極管在兩端電壓高于額定值時，會瞬間導通，兩端電阻将以極高的速度從高阻改變為低阻，進而吸收一個極大的電流，将管子兩端的電壓鉗位在一個預定的數值上。
7、雪崩二極管（Avalanche Diode）
雪崩二極管是在穩壓管工藝技術基礎上發展起來的一種微波功率器件，它在外加電壓的作用下可以産生高頻振蕩。雪崩二極管利用雪崩擊穿對晶體注入載流子，因載流子渡越半導體晶片需要一定的時間，是以其電流滞後于電壓，出現延遲時間，若适當地控制渡越時間，那麼，在電流和電壓關系上就會出現負阻效應，進而産生高頻振蕩。它常被應用微波通信、雷達、戰術飛彈、遙控、遙測、儀器儀表等裝置中。
8、快速恢複二極管(FRD)
快速恢複二極管(Fast Recovery Diode)是一種新型的半導體二極管，這種二極管的開關特性好，反相恢複時間短，通常用于高頻開關電源中作為整流二極管。
快速恢複二極管的特點就是它的恢複時間很短，這一特點使其适合高頻(如電視機中的行頻)整流。快速恢複二極管有一個決定其性能的重要參數——反向恢複時間，反向恢複時間的定義是，二極管從正向導通狀态急劇轉換到截止狀态，從輸出脈沖下降到零線開始，到反向電源恢複到最大反向電流的10％所需要的時間。
超快速恢複二極管(SRD)是在快速恢複二極管的基礎上研制的，它們的主要差別就是反向恢複時間更小。普通快速恢複二極管的反向恢複時間為幾百納秒，超快速恢複二極管(SRD)的反向恢複時間一般為幾十納秒，數值越小的快速恢複二極管的工作頻率越高。當工作頻率在幾十至幾百k H z時，普通整流二極管正反向電壓變化的時間慢于恢複時間，普通整流二極管就不能正常實作單向導通而進行整流工作了．此時就要用快速恢複整流二極管才能勝任，是以，彩電等家用電器采用開關電源供電的整流二極管通常為快速恢複二極管，而不能用普通整流二極管代替，否則，用電器可能會不能正常工作。
9、雙向觸發二極管
雙向觸發二極管也稱二端交流器件(DIAC)，它是一種矽雙向電壓觸發開關器件，當雙向觸發二極管兩端施加的電壓超過其擊穿電壓時，兩端即導通，導通将持續到電流中斷或降到器件的最小保持電流才會再次關斷。雙向觸發二極管通常應用在過壓保護電路、移相電路、晶閘管觸發電路、定時電路中。
10、變容二極管
變容二極管(Variable—Cacitance Diode，VCD)是利用反向偏壓來改變PN結電容量的特殊半導體器件。變容二極管相當于一個容量可變的電容器，它的兩個電極之間的PN結電容大小随加到變容二極管兩端反向電壓大小的改變而變化，當加到變容二極管兩端的反向電壓增大時，變容二極管的容量減小。由于變容二極管具有這一特性，是以它主要用于電調諧回路(如彩色電視機的高頻頭)中，作為一個可以通過電壓控制的自動微調電容器。選用變容二極管時，應着重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結電容等參數是否符合應用電路的要求，應選用結電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變容二極管。
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二極管選型
5.1、二極管的識别
二極管的識别很簡單：小功率二極管的負極通常在表面用一個色環标出；有些二極管也采用“P”表示正極，“N”表示負極；金屬封裝二極管通常在表面印有與極性一緻的二極管符号；發光二極管長腳為正，短腳為負。整流橋的表面通常标注内部電路結構或者交流輸入端以及直流輸出端的名稱，交流輸入端通常用“AC”或者“～”表示；直流輸出端通常以“+”、“~”符号表示。貼片二極管由于外形多種多樣，其極性也有多種标注方法：在有引線的貼片二極管中，管體有白色色環的一端為負極；在有引線而無色環的貼片二極管中，引線較長的一端為正極；在無引線的貼片二極管中，表面有色帶或者有缺口的一端為負極。
正常情況下，鍺二極管的正向電阻約1.6kΩ。不同材料的二極管，其正向壓降值不同：矽二極管為0.55～0.7V，鍺二極管為0.15～0.3V。
5.2、二極管選型參數
不同類型的二極管有不同的特性參數，必須了解以下幾個主要參數：
1）額定正向工作電流。額定正向工作電流是指二極管長期連續T作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發熱，溫度上升，溫度超過容許限度(矽管為140℃左右，鍺管為90℃左右)時，就會使管芯過熱而損壞。是以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的lN400l型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。
2）最大浪湧電流。最大浪湧電流是允許流過的過量的正向電流，它不是正常電流，而是瞬間電流，這個值通常為額定正向工作電流的20倍左右。
3）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，管子将會擊穿，失去單向導電能力。為了保證使用安全，規定了最高反向工作電壓值。例如，lN4001二極管反向耐壓為50V，lN4007的反向耐壓為1000v。
4）反向電流。反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電流與溫度有着密切的關系，大約溫度每升高10℃，反向電流增大一倍。例如2APl型鍺二極管，在25℃時，反向電流為250μA，溫度升高到35℃，反向電流将上升到500μA，在75℃時，它的反向電流已達8mA，不僅失去了單方向導電特性，還會使管子過熱而損壞。矽二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。
5）反向恢複時間。從正向電壓變成反向電壓時，理想情況是電壓反向時電流能瞬時截止，但實際上，一般要延遲一點點時間，這個延時時長通過反向恢複時間來量化。雖然它直接影響二極管的開關速度，但不一定說這個值小就好。
6）最大功率。最大功率就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流，這個極限參數對穩壓二極管等顯得特别重要
聽說關注公衆号的都是大牛