二极管的概念、类型及型号

一、二极管的概念、类型及型号

1、晶体二极管简称二极管，是只往一个方向传送电流的电子零件。二极管的PN结在其界面两侧形成空间电荷层，并有自建电场。当不存在外加电压时，二极管由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。在电路中，如果流过二极管的正向电流过大，二极管会过热烧毁；如果加在二极管两端的反向电压过高，二极管也可能损坏。

2、二极管的种类很多，按所用材料可分为硅二极管、锗二极管、砷化镓二极管等；按结构可分为点接触型二极管和面接触型二极管两种；按用途可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极管

3、用于整流的二极管型号是2CZ52B，用于高频检波的二极管型号是2AP3，锗普通二极管的型号是2AP9，锗开关二极管的型号是2AK，大功率整流二极管的型号有2CZ5和2CZ50。

二、二极管的结构

二极管是由PN结加上电极引出线和管壳构成的。P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极，二极管的图形符号如下图(c)所示。

1、点接触型二极管

点接触型二极管的构成如上图(a)所示，它的特点是PN结的面积非常小，因此不能通过较大的电流；但其结面积小、结电容也小，高频性能好，故适用于高频和小功率情况，一般用于检波或脉冲电路，也可用作小电流整流。

2、面接触型二极管

面接触型二极管的结构如上图(b)所示，它的主要特点是PN结的结面积很大，因而能通过较大的电流；但其结电容也大，只能在较低的频率下使用，一般用作整流。

三、二极管的伏安特性

二极管的伏安特性可以用表征二极管电压和电流关系的曲线来表示，如下图所示。

1、正向特性

1）起始段(OA)

当二极管为正向接法时，正向电压由0开始增大，由于外加电压较小，外电场还不足以克服PN结内电场对载流子扩散运动的阻力，所以二极管呈现很大的正向电阻，正向电流很小，几乎为0，如上图中的OA段所示。当正向电压超过一定数值后，内电场大为削弱，电流迅速增长。这个一定数值的正向电压称为死区电压，其大小与管子材料及环境温度有关。一般硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.2 V。

2）导通段(AB)

如上图所示，在特性曲线B点以后，二极管在电路中相当于一个开关的导通状态。在正常使用条件下，二极管的正向电流在相当大的范围内变化，而二极管两端电压的变化却不大。小功率硅管的导通管压降为0.607V，锗管为0.20.3V。

2、反向特性

1）反向电流

当二极管两端加反向电压时，反向电流很小，近乎截止状态，且基本上不随外加电压而变化，如上图中的OC段所示。对二极管来说，反向电流越小，表明反向特性越好；反向电流越大，表明反向特性越差。一般硅管的反向电流要比锗管的反向电流小得多。

2）反向击穿

当反向电压增加到一定数值时，如上图所示的反向电压由C点继续增大到D点时，电流突然剧增，这种现象称为反向击穿。发生击穿所需的反向电压称为反向击穿电压。一般二极管正常工作时，是不允许反向击穿的。而有一些特殊的二极管，如稳压管，却工作在反向击穿状态。

（1）电击穿

之所以产生击穿，是因为加在PN结中的很强的外电场可以把价电子直接从共价键中拉出来成为载流子，叫做齐纳击穿。此外，强电场使PN结中的少数载流子获得足够的动能，去撞击其他原子，把更多的价电子从共价键中拉出来，这些撞击出来的载流子，又去撞击更多的原子，如同雪崩一样，叫做雪崩击穿。上述两种击穿效应能产生大量的电子-空穴对，从而使反向电流剧增。无论是齐纳击穿还是雪崩击穿，如果去掉反向电压，二极管仍能恢复工作，这属于电击穿。

3）热击穿

如果去掉反向电压，二极管不能恢复工作，则说明发生了热击穿，即二极管已经损坏。因此，热击穿是应该避免的。

3、温度对二极管的影响

温度对二极管的特性影响较大。当温度升高时，正反向电流都随着增大，特别是反向电流急剧增大；而反向击穿电压则要下降，二极管的导通管压降也要降低。

四、二极管的主要参数

晶体二极管的参数规定了二极管的适用范围，是合理选用二极管的依据。晶体二极管的主要参数有最大整流电流、最大反向工作电压、反向电流。

1、最大整流电流

最大整流电流是指二极管长期工作时，能允许通过的最大正向平均电流值，用IFM表示。在选用二极管时，工作电流不能超过它的最大整流电流。

2、最大反向工作电压

最大反向工作电压是指二极管工作时所能承受的反向电压峰值，即通常所说的耐压值，用URM表示。

为了防止二极管因反向击穿而损坏，通常标定的最大反向工作电压要比反向击穿电压低一些。在选用二极管时，加在二极管两端的反向电压峰值不允许超过这一数值，以保证二极管能正常工作，不至于因反向击穿而损坏

3、反向电流

反向电流是指二极管未击穿时的反向电流值，用IR表示。此值越小，二极管的单向导电性越好。由于温度增加，反向电流会急剧增加，所以在使用二极管时要注意温度的影响。