半导体二极管及其应用（一）

       纯净的不含任何杂质、晶体结构排列整齐的半导体称为本征半导体，它的导电能力差。硅属于本征半导体。

       半导体的特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性

       热敏特性。当温度升高，半导体材料的导电能力显著增强。eg：热敏电阻。

       光敏特性。光照强度越强，半导体的导电性能越好。eg：光敏电阻、光电二极管、光电三极管和光电池等光电器件。

       掺杂特性。在纯净半导体中掺入微量杂质，其导电能力会显著增强。P型半导体中空穴为多数载流子，简称多子，因热激发等原因而形成的电子为少数载流子，简称少子。P型半导体中空穴为多子，电子为少子；N型半导体中电子为多子，空穴为少子。

       通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合在一起，则它们的交界处就会形成一个很薄的空间电荷区，称为PN结。PN结具有单向导电性，即P区电位高于N区电位（正向偏置电压），PN结导通，相当于开关闭合；P区电位低于N区电位（反向偏置电压），PN结截止，相当于开关断开。

       半导体二极管按所用材料不同可分为硅管和锗管。按制造工艺不同可分为点接触型和面接触型。按用途不同可分为整流二极管、稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管、开关二极管等。一般情况下，无特殊说明，所说二极管是指整流二极管。

       二极管反向偏置时，有微小电流通过，称为反向电流。反向电流基本上不随反向偏置电压的变化而变化。这时，二极管呈现很高的反向电阻，处于截止状态。二极管的反向电流越小，表明二极管的单向导电性越好。

      反向击穿（热击穿）不可逆，一旦发生，就需更换。

       二极管的工作频率若超过一定值，就可能失去单向导电性。最高工作频率主要由PN结结电容的大小决定。点接触型二极管结电容较小，可达几百兆赫。面接触型二极管结电容较大，只能达到几十兆赫。

       二极管正负极一般在二极管管科上都注有识别标记，有的印有二极管图形符号，对于玻璃或塑料封装外壳的二极管，有色点或黑环的一端为负极。

还有一种常见的二极管是这个样子的：

看上去它像一个三极管的样子，实际上它是一个三极管的冒充犯，叫做双组合二极管。它的里面有两个二极管，负极的是公共的3脚，1脚和2脚各是两个二极管的正极，它在电路中的符号是这样的：

它可以把两个正极连接在一起用以增加通过流过的电流强度，也可以分开来用一个顶两个二极管用。

       判断硅管、锗管。把数字万用表置于二极管测量档，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，使二极管处于正向导通状态，若显示屏显示导通电压为0.5~0.7V，说明被测管为硅管；若显示屏显示导通电压为0.1~0.3V，说明被测管为锗管。

       二极管最基本的工作状态是导通和截止两种，利用这一特性可以构成限幅电路。

       所谓限幅电路，就是指限制电路中某一点的信号幅度大小，当信号幅度大到一定程度时，不让信号的幅度再增大；当信号的幅度没有达到限制的幅度时，限幅电路不工作。具有这种功能的电路称为限幅电路，利用二极管来完成这一功能的电路称为二极管限幅电路。

        利用二极管在正偏导通时导通电压基本不变的特性可组成低电压稳压电路。

       二极管反向击穿时流过它的电流在很大范围内变化，而管子两端电压几乎不变，这一特性称为PN结的稳压特性。稳压二极管就是通过半导体特殊工艺处理后，使它具有很陡峭的反向击穿特性的二极管。

       稳压二极管又称为齐纳二极管。稳压二极管主要参数：

       动态内阻 r_{z = △}u_z/△Iz。r_{z越小，说明管子的反向击穿特性曲线越陡，稳压性能越好。}

       _{稳定电流也称为最小稳压电流Iz}min，即保证稳压二极管具有正常稳压性能的最小工作电流。稳压二极管工作电流低于此值时，稳压效果差或不能稳压。高于此值时，在管子耗散功率不超过额定功耗的情况下，稳压二极管均能正常工作，且电流越大，稳压效果越好。

       使用注意事项：

       稳压二极管正常使用时应反向偏置。

       变容二极管是利用PN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的。反偏电压增大时结电容减小，反之结电容增大。变容二极管也称为压控变容器，是根据所提供的电压变化而改变结电容的半导体，可以被应用于FM调谐器及TV调谐器等谐振电路和FM调制电路中。比如你收音机调台，不同的电台频率不同，利用变容二极管来改变收音机的本振频率从而达到调台的目的。

       肖特基二极管是利用金属和N型或P型半导体接触形成具有单向导电性的二极管，因此也称为金属半导体二极管。肖特基二极管的静态伏安特性与PN结二极管完全相同，不过它的开启电压在0.2~0.5V范围之内，大小与所用金属有关。

       肖特基二极管具有工作速度快的特点。它在用作开关时，存储时间可忽略，而反向恢复时间至少比PN结二极管小一个数量级，典型值为50ps。它的反向击穿电压较PN结二极管低。

       肖特基二极管在数字集成电路中与晶体管做在一起，形成肖特基晶体管，以提高开关速度。还可用作高频检波和续流二极管等。

       快速恢复二极管与普通二极管相似，但制造工艺与普通二极管有所不同。在靠近PN结处的掺杂浓度很低，以此获得较高的开关速度和较低的正向压降。它主要用作高速整流元件，在开关电源和逆变电源中作整流二极管，以降低关断损耗，提高效率和减小噪声。