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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范圍內。包括這兩種型號在內,根據PN結構造面的特點,把晶體二極管分類如下:
根據構造分類
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⒈點接觸型二極管
點接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后,再通過電流法而形成的。因此,其PN結的靜電容量小,適用于高頻電路。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,因此,不能使用于大電流和整流。因為構造簡單,所以價格便宜。對于小信號的檢波、整流、調制、混頻和限幅等一般用途而言,它是應用范圍較廣的類型。
⒉鍵型二極管
鍵型二極管是在鍺或硅的單晶片上熔接金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
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發(fā)光二極管
正向特性特別優(yōu)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。
⒊合金型二極管
在N型鍺或硅的單晶片上,通過合金銦、鋁等金屬的方法制作PN結而形成的。正向電壓降小,適于大電流整流。因其PN結反向時靜電容量大,所以不適于高頻檢波和高頻整流。
⒋擴散型二極管
在高溫的P型雜質氣體中,加熱N型鍺或硅的單晶片,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,適用于大電流整流。最近,使用大電流整流器的主流已由硅合金型轉移到硅擴散型。
⒌臺面型二極管
PN結的制作方法雖然與擴散型相同,但是,只保留PN結及其必要的部分,把不必要的部分用腐蝕掉。其剩余的部分便呈現出臺面形,因而得名。初期生產的臺面型,是對半導體材料使用擴散法而制成的。因此,又把這種臺面型稱為擴散臺面型。對于這一類型來說,似乎大電流整流用的產品型號很少,而小電流開關用的產品型號卻很多。
⒍平面型二極管
在半導體單晶片(主要地是N型硅單晶片)上,擴散P型雜質,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅單晶片上僅選擇性地擴散一部分而形成的PN結。因此,不需要為調整PN結面積的腐蝕作用。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,因被氧化膜覆蓋,所以公認為是穩(wěn)定性好和壽命長的類型。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號很少,而作小電流開關用的型號則很多。
⒎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。此法適用于制造高靈敏度的變容二極管。
⒏外延型二極管
用外延面長的過程制造PN結而形成的二極管。制造時需要非常高超的技術。因能隨意地控制雜質的不同濃度的分布,故適宜于制造高靈敏度的變容二極管。
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根據用途分類
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⒈檢波用二極管
就原理而言,從輸入信號中取出調制信號是檢波,以整流電流的大?。?/span>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
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一般二極管
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致性好的兩只二極管組合件。
⒉整流用二極管
整流二極管的內部結構為一個PN結,外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。其管性大小隨整流管的參數而異。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單項導電性,將交流電變?yōu)橹绷麟?。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結面積大、結電容大,但工作頻率低。2CP系列管殼用于小電流整流。
⑴最大整流電流
是指整流二極管長時間工作所允許通過的最大電流值。
⑵最高反向工作電壓
它是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定的電壓所允許的值。如超過這個允許值,整流管就可能擊穿。
⑶最大反向電流
它是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時,允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向導電性能越好。
⑷最高工作頻率
它是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時,必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向導電性受影響。
⒊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齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也
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二極管
有這樣的組件出售:依據限制電壓需要,把若干個必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個整體。
⒋調制用二極管
通常指的是環(huán)形調制專用的二極管。就是正向特性一致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。
⒌混頻用二極管
使用二極管混頻方式時,在500~10,000Hz的頻率范圍內,多采用肖特基型和點接觸型二極管。
⒍放大用二極管
用二極管放大,大致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。因此,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。
⒎開關用二極管
開關二極管是利用二極管的單向導電性,在半導體PN結加上正向偏壓后,在導通狀態(tài)下,電阻很?。◣资綆装贇W);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100M歐以上)。利用開關二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關斷的作用,成為一個理想的電子開關。開關二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關速度很快。
常用開關二極管可分為小功率和大功率管形。小功率開關二極管主要使用于電視機、收錄機及其他電子設備的開關電路、檢波電路高頻高速脈沖整流電路等。主要型號有2AK系列(用于中速開關電路)、2CK系列(硅平面開關,適用于高速開關電路)等。合資生產的小功率開關管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。打功率開關二極管主要用于各類大功率電源作續(xù)流、高頻整流、橋式整流及其它開關電路。主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關二極管(采用國外標準生產的、型號相同)等。
主要參數:
⑴反向恢復時間
反映開關管特性好壞的一個參數。開關二極管的開關時間為開通時間和反向恢復時間的總和。開通時間是指開關二極管從截止至導通所需時間,開通時間很短,一般可以忽略;反向恢復時間是指導通至截止所用時間,反向恢復時間遠大于開通時間。因此反向恢復時間為開關二極管主要參數。一般硅開關二極管的反向恢復時間小于3ns~10ns;鍺開關二極管的反向恢復時間要長一些。
⑵反向擊穿電壓
是指在開關二極管兩端的反向電壓超過規(guī)定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
⑶最高反向工作電壓
是指加在開關管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定的允許值。
⑷正向電流
是指開關二極管在正向工作電壓下工作時,允許通過開
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肖特基二極管
關管的正向電流。
⒏變容二極管
變容二極管使利用PN結空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變容二極管為反偏二極管,其結電容就是耗盡層的電容,一次可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導電板之間有介質。一般的二極管多數情況下,其結電容很小,不能有效利用。變容二極管的結構特殊,它具有相當大的內部電容量,并可像電容器一樣地運用于電子電路中。
主要參數:
⑴最高反向電壓:指在變容二極管兩端的反向電壓不能超過的允許值
⑵反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變容二極管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
⑶結電容
指在一特定反向偏壓下,變容二極管內部PN結的電容。
⑷結電容變化范圍
指反向電壓從零伏變化到某一值時,結電容變化的范圍。
⑸品質因數(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質因數Q。變容而后跟具有內部電容,同樣具有一定的Q值。并且大多數變容二極管具有很高的Q值。由于變容管的電容量與反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加二增加。
⒐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復二極管,從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr短,因此,其特長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,那么,因tt(轉移時間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產生很多高頻諧波。
⒑穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電子設備電路中,起穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩(wěn)壓作用是通過二極管的PN結反向擊穿后使其兩端電壓變化很