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(/-=T
U U S
e 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C
D 。
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
UD
rD
