二极管的分类与参数一、半导体二极管1.1二极管的结构半导体二极管简称二极管，由一个PN 结加上相应的电极引线和管壳构成，其基本结构和符号如图1所示。
图1 二极管的结构及符号1.2 二极管的分类1、根据所用的半导体材料不同，可分为锗二极管和硅二极管。
2、按照管芯结构不同，可分为： （1）点接触型二极管由于它的触丝与半导体接触面很小，只允许通过较小的电流（几十毫安以下），但在高频下工作性能很好，适用于收音机中对高频信号的检波和微弱交流电的整流，如国产的锗二极管2AP 系列、2AK 系列等。
（2）面接触型二极管面接触型二极管PN 结面积较大，并做成平面状，它可以通过较大了电流，适用于对电网的交流电进行整流。
如国产的2CP 系列、2CZ 系列的二极管都是面接触型的。
（3）平面型二极管它的特点是在PN 结表面被覆一层二氧化硅薄膜，避免PN 结表面被水分子、气体分子以及其他离子等沾污。
这种二极管的特性比较稳定可靠，多用于开关、脉冲及超高频电路中。
国产2CK 系列二极管就属于这种类型。
3、根据管子用途不同，可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、光电二极管及发光二极管等。
1.3 二极管的特性引线外壳线触丝线基片二极管的电路符号：P N 阳极阴极点接触型1、正向特性二极管正向连接时的电路如图所示。
二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就处于导通状态（灯泡亮），如同一只接通的开关。
实际上，二极管导通后有一定的管压降（硅管0.6～0.7V，锗管0.2～0.3V）。
我们认为它是恒定的，且不随电流的变化而变化。
但是，当加在二极管两端的正向电压很小的时候，正向电流微弱，二极管呈现很大的电阻，这个区域成为二极管正向特性的“死区”，只有当正向电压达到一定数值（这个数值称为“门槛电压”，锗二极管约为0.2V，硅二极管约为0.6V）以后，二极管才真正导通。
此时，正向电流将随着正向电压的增加而急速增大，如不采取限流措施，过大的电流会使PN结发热，超过最高允许温度（锗管为90℃～100℃，硅管为125℃～200℃）时，二极管就会被烧坏。
2、反向特性二极管反向连接时的电路如图所示。
二极管的负极接在电路的高电位端，正极接在电路的低电位端，二极管就处于截止状态，如同一只断开的开关，电流被PN结所截断，灯泡不亮。
但是，二极管承受反向电压，处于截止状态时，仍然会有微弱的反向电流（通常称为反向漏电流）。
反向电流虽然很小（锗二极管不超过几微安，硅二极管不超过几十纳安），却和温度有极为密切的关系，温度每升高10℃，反向电流约增大一倍，称为“加倍规则”。
反向电流是衡量二极管质量好坏的重要参数之一，反向电流太大，二极管的单向导电性能和温度稳定性就很差，选择和使用二极管时必须特别注意。
图1-2-7 二极管的正向连接图1-2-8二极管的反向连接当加在二极管两端的反向电压增加到某一数值时，反向电流会急剧增大，这种状态称为二极管的击穿。
对普通二极管来说，击穿就意味着二极管丧失了单向导电特性而损坏了。
3、伏安特性1．在正向电压作用下，当正向电压较小时，电流极小。
而当超过某一值时（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V），电流很快增大。
人们习惯地将锗二极管正向电压小于0.1，硅二极管正向电压小于0.5V的区域称为死区。
而将0.1V称为锗二极管的死区电压（又称门槛电压），0.5V 称为硅二极管的死区电压，通常用符号U ON 表示。
当正向电压超过门槛电压时，二极管正向电流急剧增大，二极管呈现很小电阻而处于导通状态。
硅管的正向导通电压约为0.6～0.7 V ，锗管约为0.2～0.3 V 。
2．在反向电压的作用下，当反向电压不大时，反向电流随反向电压的增大而稍有增大，但变化极微小。
当反向电压超过某一值时，反向电流急剧增大。
我们称此物理现象为雪崩击穿（avalanche breakdown ）。
出现击穿的外加电压值，称为击穿电压。
还有一种击穿叫齐纳击穿（zener breakdown ），它的击穿电压不高，不致造成PN 结内部过热以致烧毁，这种现象是可逆的，即当外加电压撤除后，器件的特性可以恢复。
齐纳击穿大多数出现在特殊二极管中，如稳压二极管。
图1-2-9二极管的伏安特性二极管方程： 1.4 主要参数二极管参数是反映二极管性能质量的指标，使用时必须根据二极管的参数合理选用。
1、 最大整流电流 I DM二极管长期工作时，允许流过二极管的最大正向平均电流。
2、 最大反向工作电压U RM二极管正常使用时允许加的最高反向电压值。
超过此值，二极管将有击穿的危险。
击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。
3、最大反向电流 I RM)1(/-=TU U Se I I指二极管加最大反向工作电压时的反向饱和电流。
反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。
反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。
硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。
4、最高工作频率f M保持二极管单向导通性能时，外加电压允许的最高频率。
使用时如果超过此值，二极管的单向导电性能不能很好体现。
二极管工作频率与PN 结的极间电容大小相关，电容越小，工作频率越高。
5、二极管的极间电容二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容C B 和扩散电容C D 。
势垒电容：由PN 结的空间电荷区形成的，又称结电容。
扩散电容：由多数载流子在扩散过程中的积累而引起的。
在P 区有电子的积累，在N 区有空穴的积累。
C B 在正向和反向偏置时均不能忽略。
而反向偏置时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。
正向电流大，积累的电荷多。
这样所产生的电容就是扩散电容CD 。
PN 结高频小信号时的等效电路：图1-2-10二极管的极间电容PN 结正向偏置时，rd 很小，C 较大（主要取决于C D ); PN 结反向偏置时，rd 很大，C 较小（主要取决于C B ). 二极管模型图1-2-11二极管模型硅管：死区电压UT=0.5V ，管压降UD ＝0.6～0.7V ； 锗管：死区电压UT=0.1V ，管压降UD ＝0.2～0.3V 。
理想二极管： UT=0， UD ＝0， rD ＝0二、稳压二极管二极管工作在反向击穿状态时，尽管流经二极管的电流可以在较大范围变UDrD化，但二极管的反向电压却基本不变。
稳压二极管简称稳压管，也是一个二极管，外形也相似。
因为具有稳压作用，故称为稳压管。
2.1稳压二极管的击穿方式二极管的反向击穿：二极管处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过PN结的电流很小，但电压超过某一数值时，反向电流急剧增加，这种现象我们就称为反向击穿。
二极管的正向击穿方式可分为雪崩击穿和齐纳击穿两种方式。
齐纳击穿：高掺杂情况下，耗尽层很窄，宜于形成强电场，而破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚形成电子－空穴对，致使电流急剧增加。
雪崩击穿：如果掺杂浓度较低，不会形成齐纳击穿，而当反向电压较高时，能加快少子的漂移速度，从而把电子从共价键中撞出，形成雪崩式的连锁反应。
上述两种过程属电击穿，是可逆的，当加在稳压管两端的反向电压降低后，管子仍可恢复原来的状态。
但它有一个前提条件，即反向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功率，超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上升，直到过热而烧毁，这属于热击穿。
2.2 稳压二极管的参数（1）稳定电压U Z即反向击穿电压，它是稳压管正常工作时管子两端的电压。
由于工艺的原因，即时同一型号的稳压管，U Z的值也不一定相同，半导体手册给出的U Z是一个范围，但对于一个具体的稳压管，U Z是一个确定值。
（2）电压温度系数αZ反映稳定电压值受温度影响的参数，表示温度每升高1℃时稳定电压值的相对变化量。
硅稳压管低于4V时具有负温度系数，高于7V时具有正的温度系数，在4V～7V之间，αZ很小。
稳定性要求较高的场合，一般采用4V～7V之间的稳压管。
稳定性要求更高的场合，可采用温度补偿的稳压管，即正负温度系数的两个二极管串联使用。
（3）动态电阻r Z反向击穿状态下，稳压管两端电压变化量和相应的通过管子电流变化量之比。
r Z的大小反映稳压管性能的优劣。
r Z越小，稳压性能越好。
（4）稳定电流I Z、最大、最小稳定电流I zmax、I zmin。
稳定电流I Z是稳压管正常工作时的电流参考值。
实际电流低于此值，稳压效果略差，高于此值只要不超过最大稳定电流I zmax，电流越大，稳压效果越好，但管子的功耗将增加。
最大、最小稳定电流I zmax、I zmin分别指稳压管具有正常稳压作用时的最大工作电流和最小工作电流。
图2 稳压二极管特性（5）最大允许功耗 稳压管不产生击穿的最大功率损耗，是由管子的温升 决定的参数。
三、发光二极管、光电二极管和变容二极管发光二极管通常用元素周期表中Ⅲ、Ⅴ族元素的化合物，如砷化镓、磷化镓等所制成的，当这种管子通以电流时将发出光来，这是由于电子与空穴直接复合而放出能量的结果。
光电二极管的结构与PN 结二极管类似，但在它的PN 结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。
这种器件的PN 结在反向偏置状态下运行，它的反向电流随光照强度的增加而上升。
反向电流随光照强度的增加而上升，可将光信号转换为电信号。
变容二极管是利用PN 结之间电容可变的原理制成的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。
变容二极管属于反偏压二极管，改变其PN 结上的反向偏压，即可改变PN 结电容量。
反向偏压越高，结电容则越少，反向偏压与结电容之间的关系是非线性的。
光电二极管发光二极管反向电流随光照强度的增加而上升，可将光信号转换为电信号图1-2-16 光电二极管 图1-2-17 发光二极－+maxZ Z ZM I U P =。
