天天看點

二極管(2)二極管的分類

⼆極管種類有很多,按照所用的半導體材料,可分為鍺⼆極管(Ge管)和矽⼆極管(Si管)。根據其不同用途,可分為檢波⼆極管、整流⼆極管、穩壓⼆極管、開關⼆極管等。按照管芯結構,⼜可分為點接觸型⼆極管、⾯接觸型⼆極管及平⾯型⼆極管。

點接觸型⼆極管是⽤⼀根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶⽚表⾯,通以脈沖電流,使觸絲⼀端與晶⽚牢固地燒結在⼀起,形成⼀個“PN結”。由于是點接觸,隻允許通過較⼩的電流(不超過⼏⼗毫安),适⽤于⾼頻⼩電流電路,如收⾳機的檢波等。面接觸型⼆極管的“PN結”⾯積較⼤,允許通過較⼤的電流(⼏安到⼏⼗安),主要⽤于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平⾯型⼆極管是⼀種特制的矽⼆極管,它不僅能通過較⼤的電流,⽽且性能穩定可靠,多⽤于開關、脈沖及⾼頻電路中。

1 晶體⼆極管的分類

1.1 根據構造分類

半導體⼆極管主要是依靠PN結⽽⼯作的。與PN結不可分割的點接觸型和肖特基型,也被列⼊⼀般的⼆極管的範圍内。包括這兩種型号在内,根據PN結構造⾯的特點,把晶體⼆極管分類如下:

點接觸型⼆極管

是一種最早期的半導體器件之一,也被稱為半導體的前身。它是由德國實體學家卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)于1874年首次發現。點接觸二極管由兩個不同材料的半導體片組成,其中一個是n型(電子摻雜)半導體片,另一個是p型(空穴摻雜)半導體片,它們通過一個極小的點接觸而連接配接。

二極管(2)二極管的分類

點接觸二極管在工作時,通過在p-n接觸處施加正向電壓,使得電流從p型區域注入到n型區域。當施加正向偏壓時,電子從n型區域注入p型區域,而空穴則從p型區域注入n型區域。是以,電流可以在p-n結的兩側流動,形成電流的導通。

然而,點接觸二極管存在一些缺點,如溫度敏感性高、制造成本高、不穩定等。後來,半導體(特别是半導體的結構改進)逐漸取代了點接觸二極管。半導體具有更高的穩定性、可靠性和性能,成為了現代電子器件的基礎。點接觸二極管的重要性在技術發展中已經大幅減少,但它作為半導體器件的開創者仍然具有曆史意義。

點接觸型⼆極管是在鍺或矽材料的單晶⽚上壓觸⼀根⾦屬針後,再通過電流法⽽形成的。是以,其PN結的靜電容量⼩,适⽤于⾼頻電路。但是,與⾯結型相⽐較,點接觸型⼆極管正向特性和反向特性都差,是以,不能使⽤于⼤電流和整流。因為構造簡單,是以價格便宜。對于⼩信号的檢波、整流、調制、混頻和限幅等⼀般⽤途⽽⾔,它是應⽤範圍較⼴的類型。

面接觸型二極管(Surface Barrier Diode)是一種高頻用途的特殊類型的二極管。面接觸型二極管的主要特點是其具有較快的反向恢複時間和較低的電容。這使得它們在高頻應用中非常有用,例如射頻放大器、混頻器、檢波器等。

面接觸型二極管通常由金屬與半導體材料之間的面接觸構成。金屬層與半導體材料直接接觸,是以電子在兩者之間移動的距離更短,反向恢複時間更快。此外,面接觸型二極管的結構設計使得其電容較低,進一步提高了其在高頻應用中的性能。

總的來說,面接觸型二極管在高頻電路中的應用非常廣泛,特别是在需要快速開關和低電容的場合。它們提供了一種有效的方式來處理高頻信号,使得其在無線通信、雷達系統、廣播等領域中發揮着重要作用。

二極管(2)二極管的分類

平⾯型⼆極管

在半導體單晶⽚(主要地是N型矽單晶⽚)上,擴散P型雜質,利⽤矽⽚表⾯氧化膜的屏蔽作⽤,在N型矽單晶⽚上僅選擇性地擴散⼀部分⽽形成的PN結。是以,不需要為調整PN結⾯積的藥品腐蝕作⽤。由于半導體表⾯被制作得平整,故⽽得名。并且,PN結合的表⾯,因被氧化膜覆寫,是以公認為是穩定性好和壽命⻓的類型。最初,對于被使⽤的半導體材料是采⽤外延法形成的,故⼜把平⾯型稱為外延平⾯型。對平⾯型⼆極管⽽⾔,似乎使⽤于⼤電流整流⽤的型号很少,⽽作⼩電流開關⽤的型号則很多。

二極管(2)二極管的分類

鍵型⼆極管

鍵型⼆極管是在鍺或矽的單晶⽚上熔接或銀的細絲⽽形成的。其特性介于點接觸型⼆極管和合金型⼆極管之間。與點接觸型相⽐較,雖然鍵型⼆極管的PN結電容量稍有增加,但正向特性特别優良。多作開關⽤,有時也被應⽤于檢波和電源整流(不⼤于50mA)。在鍵型⼆極管中,熔接⾦絲的⼆極管有時被稱⾦鍵型,熔接銀絲的⼆極管有時被稱為銀鍵型。

其内部結構由金屬與半導體之間的金屬-半導體接觸(Schottky接觸)組成。

内部結構的主要組成部分包括:

  1. 金屬層(陽極):鍵型二極管的一個端口通常是金屬層,也稱為陽極。這個金屬層可以是鉑、钼、鉻、鋁等金屬。
  2. 半導體層(陰極):另一個端口是半導體層,也稱為陰極。這個半導體層通常是n型或p型的矽(Silicon)或碳化矽(Silicon Carbide)等半導體材料。
  3. Schottky接觸界面:金屬層和半導體層之間形成了一個金屬-半導體接觸,稱為Schottky接觸。這個接觸是非晶态或非均勻的,不像PN結二極管那樣有明确定義的P型和N型區域。
  4. 表面特征:鍵型二極管的金屬-半導體接觸通常具有一些表面特征,如微觀凹陷或起伏,這些特征可以增加接觸區域的有效表面積,進而降低接觸電阻。

鍵型二極管由于其金屬-半導體接觸的特殊性質,具有許多優點,包括快速開關速度、低正向電壓降、高溫特性良好等。它們在高頻電路、功率電子器件、混頻器、檢波器等領域中有着廣泛的應用。

合⾦型⼆極管

在N型鍺或矽的單晶⽚上,通過合⾦铟、鋁等⾦屬的⽅法制作PN結⽽形成的。正向電壓降⼩,适于⼤電流整流。因其PN結反向時靜電容量⼤,是以不适于⾼頻檢波和⾼頻整流。

擴散型⼆極管

在⾼溫的P型雜質⽓體中,加熱N型鍺或矽的單晶⽚,使單晶⽚表⾯的⼀部變成P型,以此法PN結。因PN結正向電壓降⼩,适⽤于⼤電流整流。最近,使⽤⼤電流整流器的主流已由矽合⾦型轉移到矽擴散型。

台⾯型⼆極管

PN結的制作⽅法雖然與擴散型相同,但是,隻保留PN結及其必要的部分,把不必要的部分⽤藥品腐蝕掉。其剩餘的部分便呈現出台⾯形,因⽽得名。初期⽣産的台⾯型,是對半導體材料使⽤擴散法⽽制成的。是以,⼜把這種台⾯型稱為擴散台⾯型。對于這⼀類型來說,似乎⼤電流整流⽤的産品型号很少,⽽⼩電流開關⽤的産品型号卻很多。

合⾦擴散型⼆極管

它是合⾦型的⼀種。合⾦材料是容易被擴散的材料。把難以制作的材料通過巧妙地摻配雜質,就能與合⾦⼀起過擴散,以便在已經形成的PN結中獲得雜質的恰當的濃度分布。此法适⽤于制造⾼靈敏度的變容⼆極管。

外延型⼆極管

⽤外延⾯⻓的過程制造PN結⽽形成的⼆極管。制造時需要⾮常⾼超的技術。因能随意地控制雜質的不同濃度的分布,故适宜于制造⾼靈敏度的變容⼆極管。

肖特基⼆極管

基本原理是:在⾦屬(例如鉛)和半導體(N型矽⽚)的接觸⾯上,⽤已形成的肖特基來阻擋反向電壓。肖特基與PN結的整流作⽤原理有根本性的差異。其耐壓程度隻有40V左右。其特⻓是:開關速度⾮常快:反向恢複時間trr特别地短。是以,能制作開關⼆極和低壓⼤電流整流⼆極管。

"肖特基"通常指的是德國實體學家沃爾特·肖特基(Walter H. Schottky)。他生于1886年,于1976年去世。肖特基在電子學和半導體實體學領域做出了重要貢獻,尤其是在半導體器件方面。他最著名的貢獻之一是肖特基二極管,這是一種利用金屬-半導體接觸的二極管。這種二極管具有低噪聲、高速度和高穩定性等特性,在無線電、微波和其他電子領域中得到廣泛應用。

除了肖特基二極管,肖特基還對真空管、半導體以及其他電子器件的理論和設計做出了重要貢獻。他的工作對于現代電子技術的發展具有深遠影響,并使他成為20世紀最重要的電子學家之一。

肖特基二極管(Schottky diode)是一種特殊類型的二極管,其工作原理基于肖特基效應。這種效應是指當金屬與半導體接觸時,在金屬和半導體之間會形成一個能量勢壘,這個勢壘相比于PN結二極管的PN結形成的勢壘更低。肖特基二極管的工作原理主要包括以下幾個方面:

  1. 電荷注入和排斥:當金屬與半導體接觸時,金屬中的自由電子會向半導體區域注入,并與半導體中的自由載流子(通常是電子)進行複合。這會在接觸界面形成一個具有電子虧缺的區域(稱為空間電荷區),形成了勢壘。這個過程是一個熱激發的過程,不需要外加電壓。
  2. 勢壘的高導電性:由于肖特基二極管的勢壘較低,是以電子能夠相對容易地通過勢壘,這導緻了肖特基二極管具有非常快的開關特性和低的正向電壓降。
  3. 快速開關特性:肖特基二極管的快速開關特性使得它在高頻應用中特别有用,比如射頻(RF)應用或高速開關電源。
  4. 低反向漏電流:與普通PN結二極管相比,肖特基二極管在反向偏置時有更低的漏電流,這是由于它的勢壘高度較低所緻。

總的來說,肖特基二極管的工作原理是基于金屬與半導體之間形成的勢壘以及勢壘的導電特性。

1.2 根據⽤途分類

檢波⽤⼆極管

就原理⽽⾔,從輸⼊信号中取出調制信号是檢波,以整流電流的⼤小(100mA)作為界線通常把輸出電流⼩于100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、⼯作頻率可達400MHz,正向壓降⼩,結電容⼩,檢波效率⾼,頻率特性好,為2AP型。類似點觸型那樣檢波⽤的⼆極管,除⽤于檢波外,還能夠⽤于限幅、削波、調制、混頻、開關等電路。也有為調頻檢波專⽤的特性⼀緻性好的兩隻⼆極管組合件。

整流⽤⼆極管

就原理⽽⾔,從輸⼊交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的⼤⼩(100mA)作為界線通常把輸出電流⼤于100mA的叫整流。⾯結型,⼯作頻率⼩于KHz,最⾼反向電壓從25伏⾄3000伏分A~X共22檔。分類如下:①矽半導體整流⼆極管2CZ型、②矽橋式整流器QL型、③⽤于電視機⾼壓矽堆⼯作頻率近100KHz的2CLG型。

限幅⽤⼆極管

⼤多數⼆極管能作為限幅使⽤。也有象保護儀表⽤和⾼頻⻬納管那樣的專⽤限幅⼆極管。為了使這些⼆極管具有特别強的限制尖銳振幅的作⽤,通常使⽤矽材料制造的⼆極管。也有這樣的元件出售:依據限制電壓需要,把若⼲個必要的整流⼆極管串聯起來形成⼀個整體。

調制⽤⼆極管

通常指的是環形調制專⽤的⼆極管。就是正向特性⼀緻性好的四個⼆極管的組合件。即使其它變容⼆極管也有調制⽤途,但它們通常是直接作為調頻⽤。

混頻⽤⼆極管

使⽤⼆極管混頻⽅式時,在500~10,000Hz的頻率範圍内,多采⽤肖特基型和點接觸型⼆極管。

放⼤⽤⼆極管

⽤⼆極管放⼤,⼤緻有依靠隧道⼆極管和體效應⼆極管那樣的負阻性器件的放⼤,以及⽤變容⼆極管的參量放⼤。是以,放⼤⽤⼆極管通常是指隧道⼆極管、體效應⼆極管和變容⼆極管。

開關⽤⼆極管

有在⼩電流下(10mA程度)使⽤的邏輯運算和在數百毫安下使⽤的磁芯激勵⽤開關⼆極管。⼩電流的開關⼆極管通常有點接觸型和鍵型等⼆極管,也有在⾼溫下還可能⼯作的矽擴散型、台⾯型和平⾯型⼆極管。開關⼆極管的特⻓是開關速度快。⽽肖特基型⼆極管的開關時間特短,因⽽是理想的開關⼆極管。2AK型點接觸為中速開關電路⽤;2CK型平⾯接觸為⾼速開

關電路⽤;⽤于開關、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)矽⼤電流開關,正向壓降⼩,速度快、效率⾼。

變容⼆極管

⽤于⾃動頻率控制(AFC)和調諧⽤的⼩功率⼆極管稱變容⼆極管。⽇本⼚商⽅⾯也有其它許多叫法。通過施加反向電壓, 使其PN結的靜電容量發⽣變化。是以,被使⽤于⾃動頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等⽤途。通常,雖然是采⽤矽的擴散型⼆極管,但是也可采⽤合⾦擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的⼆極管,因為這些⼆極管對于電壓⽽⾔,其靜電容量的變化率特别⼤。結電容随反向電壓VR變化,取代可變電容,⽤作調諧回路、振蕩電路、鎖相環路,常⽤于電視機⾼頻頭的頻道轉換和調諧電路,多以矽材料制作。

頻率倍增⽤⼆極管

對⼆極管的頻率倍增作⽤⽽⾔,有依靠變容⼆極管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)⼆極管的頻率倍增。頻率倍增⽤的變容⼆極管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和⾃動頻率控制⽤的變容⼆極管的⼯作原理相同,但電抗器的構造卻能承受⼤功率。階躍⼆極管⼜被稱為階躍恢複⼆極管,從導通切換到關閉時的反向恢複時間trr短,是以,其特⻓是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短。如果對階躍⼆極管施加正弦波,那麼,因tt(轉移時間)短,是以輸出波形急驟地被夾斷,故能産⽣很多⾼頻諧波。

穩壓⼆極管

是代替穩壓電⼦⼆極管的産品。被制作成為矽的擴散型或合⾦型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的⼆極管。作為控制電壓和标準電壓使⽤⽽制作的。⼆極管⼯作時的端電壓(⼜稱⻬納電壓)從3V左右到150V,按每隔10%,能劃分成許多等級。在功率⽅⾯,也有從200mW⾄100W以上的産品。⼯作在反向擊穿狀态,矽材料制作,動态電阻RZ很⼩,⼀般為2CW型;将兩個互補⼆極管反向串接以減少溫度系數則為2DW型。

PIN型⼆極管(PIN Diode)

這是在P區和N區之間夾⼀層本征半導體(或低濃度雜質的半導體)構造的晶體⼆極管。PIN中的I是“本征”意義的英⽂略語。當其⼯作頻率超過100MHz時,由于少數載流⼦的存貯效應和“本征”層中的渡越時間效應,其⼆極管失去整流作⽤⽽變成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置電壓⽽改變。在零偏置或直流反向偏置時,“本征”區的阻抗很⾼;在直流正向偏置時,由于載流⼦注⼊“本征”區,⽽使“本征”區呈現出低阻抗狀态。是以,可以把PIN⼆極管作為可變阻抗元件使⽤。

PIN型二極管是一種特殊類型的二極管,其名稱來自于其構造:正向偏置的P區、非摻雜的Intrinsic(内禀)區和負向偏置的N區。PIN型二極管通常用于微波和射頻應用中,以及光電探測器和光通信系統中的光敏元件。

PIN型二極管相比于普通的PN結二極管具有更大的内禀區,這使得它在反向偏置時具有更高的電阻。這個内禀區的增加使得PIN型二極管能夠處理更高的功率、更高的頻率,以及更大的反向電壓。

主要特點和應用包括:

  1. 低頻率和高頻率的應用:PIN型二極管在低頻率和高頻率應用中都有廣泛的應用。在低頻率應用中,它們可以用作變阻器或電流控制器;而在高頻率應用中,它們可以用作開關、調制器、混頻器等。
  2. 微波和射頻應用:由于PIN型二極管的高速特性和較低的損耗,它們經常用于微波和射頻應用中,例如射頻開關、調制器、限幅器等。
  3. 光電探測器:在光電探測器中,PIN型二極管用于轉換光信号為電信号,因為它們對光的敏感度較高。
  4. 光通信系統:在光通信系統中,PIN型二極管也用作光電探測器,用于接收光信号并轉換為電信号。

雪崩⼆極管(Avalanche Diode)

雪崩二極管(Avalanche Diode)是一種特殊類型的二極管,它利用了雪崩擊穿效應來實作其功能。在正向電壓下,雪崩二極管的電流-電壓特性類似于普通的二極管,但在反向電壓下,其特性則表現出了與普通二極管截然不同的特點。

當反向電壓施加在雪崩二極管上時,如果電壓足夠高,電子會在 PN 結的空穴區域中獲得足夠的能量以使它們被加速到高能級,當這些高能電子碰撞到晶格原子時,會釋放出額外的電子空穴對。這些額外的電子空穴對可以繼續獲得能量并碰撞更多的原子,形成一種類似于雪崩效應的現象,是以得名雪崩二極管。

雪崩二極管的主要特點包括:

  1. 反向擊穿電壓(Breakdown Voltage): 在雪崩效應發生之前,雪崩二極管可以承受很高的反向電壓。當達到一定的反向電壓時,雪崩效應開始,此時二極管處于擊穿狀态。這個電壓稱為反向擊穿電壓或雪崩電壓。
  2. 高反向電流能力: 雪崩二極管在擊穿狀态下可以通過大量的反向電流,是以可用于電壓穩定器和過壓保護器件。
  3. 穩定性: 雪崩二極管在擊穿狀态下的電壓幾乎保持不變,這使得它們在一定範圍内可以提供穩定的電壓輸出。
  4. 溫度特性: 雪崩二極管的擊穿電壓随溫度變化的影響相對較小,是以它們具有較好的溫度穩定性。

雪崩二極管在許多應用中都非常有用,特别是在需要穩定反向電壓的場合,例如電壓參考、穩壓器、過壓保護等方面。

江崎⼆極管 (Tunnel Diode)

江崎二極管,也稱為隧道二極管(Tunnel Diode),是一種特殊的半導體二極管,它利用了量子力學的隧穿效應作為其主要的工作原理。江崎二極管最早由日本實體學家江崎玄開發。它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體⼆極管。其基底材料是砷化镓和鍺。其P型區的N型區是⾼摻雜的(即⾼濃度雜質的)。

隧道二極管的主要特點是在其特定的工作區域内,其電流-電壓特性呈現出負阻特性,也就是說,當電壓增加時,電流反而減小。這種負阻特性使得隧道二極管在一些特殊的電路應用中非常有用。

江崎二極管的工作原理基于量子力學中的隧穿效應。當兩個半導體材料之間的能帶出現重疊時,電子可以通過能量足夠的量子跳躍到另一側,而無需克服能壘。這種現象被稱為隧穿效應。在江崎二極管中,當反向電壓施加到一個特定的程度時,就會發生隧穿效應,導緻電子可以從價帶通過隧道跳躍到導帶,導緻電流的劇烈增加。

江崎二極管的應用主要包括高頻電路、微波電路、振蕩器、開關和邏輯門等領域。雖然江崎二極管在數字電路中的應用已經被後來的器件所取代,但在某些特定的模拟電路和微波電路中,它仍然具有一定的應用價值。

快速關斷(階躍恢複)⼆極管(Step Recovary Diode)

它也是⼀種具有PN結的⼆極管。其結構上的特點是:在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區,從⽽形成“⾃助電場”。由于PN結在正向偏壓下,以少數載流⼦導電,并在PN結附近具有電荷存貯效應,使其反向電流需要經曆⼀個“存貯時間”後才能降⾄最⼩值(反向飽和電流

值)。階躍恢複⼆極管的“⾃助電場”縮短了存貯時間,使反向電流快速截⽌,并産⽣豐富的諧波分量。利⽤這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發⽣電路。快速關斷(階躍恢複)⼆極管⽤于脈沖和⾼次諧波電路中。

阻尼⼆極管

具有較⾼的反向⼯作電壓和峰值電流,正向壓降⼩,⾼頻⾼壓整流⼆極管,⽤在電視機⾏掃描電路作阻尼和升壓整流⽤。

阻尼二極管是一種常見的二極管,通常用于電感元件(例如電感線圈)的保護電路中。其作用是在電感元件電流截斷時提供一條低阻抗的路徑,以防止電感元件中産生的高電壓脈沖損壞其他元件。

在電感元件中,當電流截斷時,電感元件會産生一個反向電壓脈沖,其幅值可以很高,這是由于電感元件的自感作用導緻的。這種高電壓脈沖可能會損壞其他電路元件。阻尼二極管的作用就是通過提供一個低阻抗的路徑,使得這些電壓脈沖能夠得到有效地消耗,進而保護其他元件。

阻尼二極管通常被連接配接在電感元件的并聯路徑上,在電感元件的兩端之間。在正常工作情況下,阻尼二極管是反向偏置的,是以不導通。但是當電感元件中斷電流時,阻尼二極管就會導通,提供一個路徑來消耗電感元件中産生的能量,并保護其他電路元件不受損壞。

阻尼二極管通常被選擇為快速恢複二極管或肖特基二極管,這是因為它們具有較快的反向恢複時間,可以更有效地消耗電感元件中的能量,進而提供更好的保護效果。

瞬變電壓抑制⼆極管

瞬态電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppression Diode,TVS Diode)是一種用于保護電路免受瞬态或過電壓損壞的特殊類型的二極管。它通常用于電路中,以限制過電壓或瞬态電壓在電路中的傳播,并将其消耗掉,進而保護其他敏感元件不受損壞。

二極管(2)二極管的分類

瞬态電壓抑制二極管的工作原理是當電壓超過其額定工作電壓時,它将迅速導通并提供一個低阻抗路徑,将過電壓或瞬态電壓釋放到地或其他安全位置,進而将其限制在一個安全水準以下。

二極管(2)二極管的分類

主要特點包括:

  1. 快速響應時間:瞬态電壓抑制二極管能夠迅速導通,響應時間非常快,進而有效地保護其他元件免受損壞。
  2. 低動态電阻:在導通狀态下,瞬态電壓抑制二極管具有相對較低的動态電阻,能夠有效地消耗過電壓或瞬态電壓。
  3. 高能量吸收能力:它能夠吸收大量的能量,是以在保護電路免受大功率瞬态電壓沖擊時非常有效。
  4. 可重複使用:一旦瞬态電壓消失,二極管将恢複到其非導通狀态,可以重複使用。

瞬态電壓抑制二極管在許多電子裝置和電路中廣泛應用,尤其是在需要保護敏感元件(例如內建電路、傳感器、通信裝置等)免受雷擊、電壓浪湧或其他瞬态電壓事件損壞的情況下。

雙基極⼆極管(單結半導體)

兩個基極,⼀個發射極的三端負阻器件,⽤于張馳振蕩電路,定時電壓讀出電路中,它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點。

雙基極二極管的制作過程:在一塊高電阻率的N型半導體基片的兩端各引出一個鋁電極,如圖c所示,分别稱為第一基極B1和第二基極B2,然後在N型半導體基片一側埋入P型半導體,在兩種半導體的結合部位就形成了一個PN結,再在P型半導體端引出一個電極,稱為發射極E。

二極管(2)二極管的分類

雙基極二極管的等效電路如圖d所示。雙基極二極管B1、B2極之間為高電阻率的N型半導體,故兩極之間的電阻RBB較大(約4—12千歐),以PN結為中心,将N型半導體分為兩部分,PN結與B1極之間的電阻用RB1表示,PN結與B2極之間的電阻用RB2表示,RBB=RB1+RB2,E極與N型半導體之間的PN結可等效為一個二極管,用VD表示。

發光⼆極管

⽤磷化镓、磷砷化镓材料制成,體積⼩,正向驅動發光。⼯作電壓低,⼯作電流⼩,發光均勻、壽命⻓、可發紅、⻩、綠單⾊光。

二極管(2)二極管的分類

發光二極管(Light Emitting Diode,LED)是一種半導體器件,具有将電能直接轉換為光能的能力。它是由一種固體半導體材料構成的,當電流通過時,會發出可見光。

LED的工作原理是基于半導體的電子結構。LED通常由n型和p型半導體材料組成,它們之間的結構被稱為p-n結。當正向電壓施加到LED上時,電子從n型區域流向p型區域,同時空穴從p型區域流向n型區域。在p-n結附近,電子和空穴會結合并釋放出能量,這些能量以光子的形式釋放出來,産生可見光。LED的發光顔色取決于半導體材料的組成。

LED具有許多優點,包括:

  1. 高效率:LED能夠将大部分電能轉換為光能,相對于傳統的光源(如白熾燈泡),LED具有更高的能量使用率。
  2. 長壽命:LED具有較長的使用壽命,通常可持續數萬小時,甚至數十萬小時,遠遠超過傳統的光源。
  3. 快速啟動:LED能夠立即達到全功率,不需要預熱時間。
  4. 節能:LED的能耗較低,是以可節省能源成本。
  5. 小型化:LED非常小巧,可以制造成各種形狀和尺寸,非常适合用于各種應用場合。

由于這些優點,LED被廣泛應用于照明、顯示、訓示燈、背光源、汽車燈、電子裝置等領域。随着技術的不斷進步,LED的性能不斷提高,價格不斷下降,預計LED将在更多的領域取代傳統光源。

1.3 根據特性分類

點接觸型⼆極管,按正向和反向特性分類如下。

⼀般⽤點接觸型⼆極管

這種⼆極管正如标題所說的那樣,通常被使⽤于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别壞的中間産品。如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這⼀類。

⾼反向耐壓點接觸型⼆極管

是最⼤峰值反向電壓和最⼤直流反向電壓很⾼的産品。使⽤于⾼壓電路的檢波和整流。這種型号的⼆極管⼀般正向特性不太好或⼀般。在點接觸型鍺⼆極管中,有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料⼆極管,其耐壓受到限制。要求更⾼時有矽合⾦和擴散型。

⾼反向電阻點接觸型⼆極管

正向電壓特性和⼀般⽤⼆極管相同。雖然其反⽅向耐壓也是特别地⾼,但反向電流⼩,是以其特⻓是反向電阻⾼。使⽤于⾼輸⼊電阻的電路和⾼阻負荷電阻的電路中,就鍺材料⾼反向電阻型⼆極管⽽⾔,SD54、1N54A等等屬于這類⼆極管。

⾼傳導點接觸型⼆極管

它與⾼反向電阻型相反。其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得⾜夠⼩。對⾼傳導點接觸型⼆極管⽽⾔,有SD56、1N56A等等。對⾼傳導鍵型⼆極管⽽⾔,能夠得到更優良的特性。這類⼆極管,在負荷電阻特别低的情況下,整流效率較⾼。

更多、更系統的無源器件的基礎知識

可以參看《硬體十萬個為什麼(無源器件篇)》

二極管(2)二極管的分類

繼續閱讀