二极管知识

6晶体二极管的分类。

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：

一、根据构造分类。

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**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。

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。

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。

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，以此法形成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。

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。

平面型二极管。

在半导体单晶片（主要地是型硅单晶片）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。因此，不需要为调整pn结面积的药品腐蚀作用。由于半导体表面被制作得平整，故而得名。

并且pn结合的表面，因被氧化膜覆盖，所以公认为是稳定性好和寿命长的类型。最初，对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的，故又把平面型称为外延平面型。

合金扩散型二极管。

它是合金型的一种。合金材料是容易被扩散的材料。把难以制作的材料通过巧妙地掺配杂质，就能与合金一起过扩散，以便在已经形成的pn结中获得杂质的恰当的浓度分布。

此法适用于制造高灵敏度的变容二极管。

外延型二极管。

用外延面长的过程制造pn结而形成的二极管。制造时需要非常高超的技术。因能随意地控制杂质的不同浓度的分布，故适宜于制造高灵敏度的变容二极管。

肖特基二极管。

基本原理是：在金属（例如铅）和半导体（n型硅片）的接触面上，用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与pn结的整流作用原理有根本性的差异。

其耐压程度只有40v左右。其特长是：开关速度非常快：

反向恢复时间特别地短。因此，能制作开关二极和低压大电流整流二极管。

二、根据用途分类。

检波用二极管。

就原理而言，从输入载波信号中取出调制信号是检波，以整流电流的大小（100ma）作为界线，通常把输出电流小于100ma的叫检波。锗材料点接触型二极管工作频率可达400mhz，正向压降小，结电容小，检波效率高，频率特性好。检波二极管，除用于检波外，还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。

也有为调频检波专用的两只一致性好的二极管的组合件。

整流用二极管。

就原理而言，把交流电流转换成直流的过程是整流。以整流电流的大小（100ma）作为界线通常把输出电流大于100ma的叫整流。整流用二极管的工作频率一般小于500khz，反向电压从25伏至3000伏。

限幅用二极管。

大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用，通常使用硅材料制造。

也有这样的组件**：依据限制电压需要，把若干个整流二极管串联起来形成一个整体。

调制用二极管。

通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途，但它们通常是直接作为调频用。

混频用二极管。

使用二极管混频方式时，在500～10,000hz的频率范围内，多采用肖特基型和点接触型二极管。

放大用二极管。

用二极管放大，大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件，以及用变容二极管的参量放大。因此，放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。

开关用二极管。

有在小电流下（10ma程度）使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管，也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。

而肖特基型二极管的开关时间特短，因而是理想的开关二极管。

变容二极管。

用于自动频率控制（afc）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。通过施加反向电压，使其pn结的静电容量发生变化。因此，被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。

通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压vr变化，取代可变电容，用作调谐回路、振荡电路、锁相环路，常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。

频率倍增用二极管。

对二极管的频率倍增作用而言，有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃（即急变）二极管的频率倍增。频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器，可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同，但电抗器的构造却能承受大功率。阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管，从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短。

如果对阶跃二极管施加正弦波，那么，因tt**移时间）短，所以输出波形急骤地被夹断，故能产生很多高频谐波。

稳压二极管。

是代替稳压电子二极管的产品。芯片主要是采用硅材料的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。

作为控制电压和标准电压使用而制作的。稳定电压（又称齐纳电压）从3v左右到440v。在功率方面，从200mw至100w以上。

pin型二极管(pin diode)

这是在p区和n区之间夹一层本征半导体（或低浓度杂质的半导体）构造的晶体二极管。

pin中的i是“本征”意义的英文略语。当其工作频率超过100mhz时，由于少数载流子的存贮效应和“本征”层中的渡越时间效应，其二极管失去整流作用而变成阻抗元件，并且，其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时，“本征”区的阻抗很高；在直流正向偏置时，由于载流子注入“本征”区，而使“本征”区呈现出低阻抗状态。

因此，可以把pin二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关（即微波开关）、移相、调制、限幅等电路中。

雪崩二极管(**alanche diode)

它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是这样的：利用雪崩击穿对晶体注入载流子，因载流子渡越晶片需要一定的时间，所以其电流滞后于电压，出现延迟时间，若适当地控制渡越时间，那么，在电流和电压关系上就会出现负阻效应，从而产生高频振荡。

它常被应用于微波领域的振荡电路中。

江崎二极管(tunnel diode)

它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其p型区的n型区是高掺杂的（即高浓度杂质的）。

隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件：①费米能级位于导带和满带内；②空间电荷层宽度必须很窄（0.

01微米以下）；简并半导体p型区和n型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比（ip／pv，其中，下标“p”代表“峰”；而下标“v”代表“谷”。

江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中（其工作频率可达毫米波段），也可以被应用于高速开关电路中。

快速关断（阶跃恢复）二极管(step recovary diode)

它也是一种具有pn结的二极管。其结构上的特点是：在pn结边界处具有陡峭的杂质分布区，从而形成“自助电场”。

由于pn结在正向偏压下，以少数载流子导电，并在pn结附近具有电荷存贮效应，使其反向电流需要经历一个“存贮时间”后才能降至最小值（反向饱和电流值）。阶跃恢复二极管的“自助电场”缩短了存贮时间，使反向电流快速截止，并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。

快速关断（阶跃恢复）二极管用于脉冲和高次谐波电路中。

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