一、认识二极管

1 .什么是二极管
二极管是一种常用的半导体器件,它是由一个 P 型半导体和 N 型半导体形成的 P—N 结,并在 P—N 结两端引出相应的电极引线,再加上管壳密封制成的。
2 .二极管常见的结构

(1)点接触型:结面积小,结电容小,故结允许的电流小,最高工作频率高。
(2)面接触型:结面积大,结电容大,故结允许的电流大,最高工作频率低。
(3)平面型:结面积可小、可大,小的工作频率高,大的结允许的电流大。
3. 二极管的分类
二极管种类有很多,根据实际功能的不同,常见的二极管主要有可分为整流二极管、稳压二极管、检波二极管、发光二极管、光敏二极管、开关二极管、变容二极管、快恢复二极管、双向触发二极管等。整流二极管的电路符号为“
”,其主要作用是将交流整流成直流。整流二极管主要用于整流电路中。

整流二极管的外壳封装常采用金属壳封装、塑料封装和玻璃封装三种形式。由于整流二极管的正向电流较大,所以整流二极管多为面接触型二极管,结面积大、结电容大,但工作频率低。
(2)稳压二极管
稳压二极管常用的电路符号为
/
,是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,利用 P—N 结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点来达到稳压的目的。

从外形上看,它与普通小功率整流二极管相似,主要有塑料封装、金属封装和玻璃封装三种封装形式。
稳压二极管工作在反向偏压的环境时,必须限制反向通过的电流,可以安全工作在反向击穿状态,如果反向电流过大,同样也会造成稳压二极管的损坏。
(3)检波二极管
检波二极管是利用二极管的单向导电性把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件,其电路符号为「
」。

检波二极管具有较高的检波效率和良好的频率特性,常用在收音机的检波电路或收录机的自动增益控制电路中。
检波二极管的封装多采用玻璃或陶瓷外壳,以保证良好的高频特性。
检波效率是检波二极管的特殊参数,它是指在检波二极管输出电路的电阻负载上产生的直流输出电压与加于输入端的正弦交流信号电压峰值之比的百分数。
(4)变容二极管
变容二极管是利用 P—N 结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性半导体元件,在电路中起电容器的作用,被广泛地用于超高频电路中的参量放大器、电子调谐及倍频器等高频和微波电路中,其电路符号为
或

变容二极管是利用 P—N 结空间电荷具有电容特性的原理制成的特殊二极管,该二极管两极之间的电容量为 3~50 pF,实际上是一个电压控制的微调电容,主要用于调谐电路。(5)光敏二极管
光敏二极管又称为光电二极管,它的电路符号为
光敏二极管的特点是当受到光照射时,二极管反向阻抗会随之变化(随着光照射的增强,反向阻抗会由大到小),利用这一特性,光敏二极管常用做光电传感器件使用。

(6)开关二极管
开关二极管的电路符号为
,是利用晶体二极管的单向导电性,为在电路上进行“开”或“关”的控制而特殊设计制造的一类二极管。
开关二极管导通/截止速度非常快,能满足高频和超高频电路的需要,广泛应用于开关及自动控制等电路中。

开关二极管一般采用玻璃或陶瓷外壳封装以减小管壳的电容。一般开关二极管从截止(高阻抗)到导通(低阻抗)的时间称为开通时间;从导通到截止的时间称为反向恢复时间,两个时间的总和统称为开关时间。开关二极管的开关时间很短,是一种非常理想的电子开关,具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点。(7)发光二极管
发光二极管是将电能转化为光能的器件,采用不同材料制成的发光二极管可以发出不同颜色的光,常见的有红光、黄光、绿光、橙光等。其特点是:工作电压很低、工作电流很小、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长。
除单色发光二极管外,还有可以发出两种颜色光的双向变色二极管和三色发光二极管,三色发光二极管能发出红色、绿色和蓝色三种颜色的光。
(8)快恢复二极管
快恢复二极管(简称 FRD)也是一种高速开关二极管,其电路符号
。快恢复二极管的开关特性好,反向恢复时间很短,正向压降低,反向击穿电压较高(耐压值较高)。快恢复二极管的引脚较粗,主要应用于开关电源、PWM 脉宽调制电路以及变频等电子电路中。
(9)双向触发二极管
双向触发二极管(简称 DIAC)是具有对称性的两端半导体器件,其电路符号为
常用来触发双向晶闸管,或用于过压保护、定时、移相电路。
二、认识二极管的标识
1.二极管的名称标识
通常,半导体二极管的命名都采用直标法标注命名,但具体命名规格根据国家、地区及生产厂商的不同而有所不同。国产二极管的命名规格是将晶体二极管的类别、材料、规格以及其他主要参数的数值标识在二极管表面上。根据国家标注规定,晶体二极管的型号命名由 5 个部分构成。
① 产品名称:用数字“2”表示二极管,代表有效极性引脚。② 材料/极性:用字母表示,表示二极管的材料和极性。

④ 序号:用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外形尺寸和性能指标等,有时会被省略。⑤ 规格号:用字母表示二极管生产的规格型号及档次,有时会被省略。
二极管上“3DU28”的标注文字,根据规定可知:“3”是表示二极管上有3 个 PN 结,“D”表示该二极管是 P 型硅材料二极管,“U”则表明该二极管属于光电管,“28”为二极管的产品编号。美国生产的二极管命名比较混乱。其中,根据美国电子工业协会规定,
②有效极数:用数字表示,表示有效 P-N 结极数。
③ 注册标志:美国电子工业协会(EIA)注册标志。N表示该器件已在美国电子工业协会(EIA) 注册登记。④ 序号:用多位数字表示,美国电子工业协会登记顺序号。⑤ 规格号: 用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D……同一型号器件的不同档别用字母表示。(3)日产二极管的命名及标注

②注册标志:日本电子工业协会JEIA 注册标志,用字母表示,S表示已在日本电子工业协会 JEIA 注册登记的半导体器件。③材料/极性:用字母表示,表示二极管使用材料极性和类型。④序号: 用数字表示在日本电子工业协会 JEIA 登记的顺序号,两位以上的整数从“11”开始,表示在日本电子工业协会 JEIA 登记的顺序号;不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号;数字越大,越是近期产品。⑤规格号:用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F 表示这一器件是原型号产品的改进产品。注:常用二极管参数:


在二极管上可以看到“1N4004”的标注文字,根据规定可知:“1”是指二极管,“N”表示该二极管是N型二极管,“4004”则为二极管的编号。三、认识二极管的主要参数
1.共性参数
最大整流电流是指二极管长期连续工作时,允许通过的最大正向平均电流值,与 PN 结面积及外部散热条件等有关,PN 结的面积越大,最大整流电流也越大。电流超过允许值时,PN 结将因过热而烧坏。在整流电路中,二极管的正向电流必须小于该值。(2)最大反向电压
最大反向电压是指保证二极管不被击穿而给出的最高反向工作电压。相关资料中最大反向电压约为击穿电压的一半,以确保二极管安全工作。点接触型二极管的最大反向电压约为数十伏,面接触型可达数百伏。在电路中如二极管受到过高的反向电压,则会损坏。(3)最大反向电流
最大反向电流是指二极管在规定温度的工作状态下加上最大反向电压时的反向电流。反向电流越大,说明二极管的单向导电性越差,且受温度影响也越大;反向电流越小,说明二极管的单方向导电性能越好。硅管的反向电流较小,一般在几微安以下;锗管的反向电流较大,一般在几十微安至几百微安。值得注意的是:反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10℃,反向电流增大一倍。(4)最高工作频率
最高工作频率是指二极管能正常工作的最高频率。选用二极管时,必须使它的工作频率低于最高工作频率。超过最高工作频率时,由于结电容的作用,二极管将不能很好地体现单向导电性。
