半导体二极管

半导体二极管的类型半导体二极管的类型及其特性半导体二极管是电子工程中的基础元件，广泛应用于各种电子设备中。

了解不同类型的半导体二极管以及其特性对于电子工程师和设计师至关重要。

本文将详细介绍几种常见的半导体二极管类型及其主要特性。

一、普通二极管普通二极管是最基本的半导体二极管，由P型半导体和N型半导体组成。

它具有单向导电性，即只允许电流从一个方向流过。

正向偏置时，二极管导通，电阻较小；反向偏置时，二极管截止，电阻极大。

普通二极管常用于整流、检波和开关等电路。

二、发光二极管（LED）发光二极管是一种能够将电能转化为光能的特殊二极管。

当LED正向偏置时，电子与空穴复合释放出能量，激发荧光物质发光。

LED具有发光效率高、寿命长、体积小等优点，广泛应用于显示器、照明、指示器等领域。

三、稳压二极管（Zener Diode）稳压二极管是一种利用PN结反向击穿特性实现电压稳定的特殊二极管。

当反向电压达到稳压值时，稳压二极管进入击穿状态，保持电压基本不变。

稳压二极管具有稳定电压、响应速度快等优点，常用于电压稳定器、过电压保护等电路。

四、肖特基二极管（Schottky Diode）肖特基二极管是一种采用金属与半导体接触形成的结构，具有低功耗、快速开关速度和高频特性。

与普通二极管相比，肖特基二极管的反向漏电流较大，但正向压降低，适用于高频整流、检波、开关等电路。

五、光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种能够将光能转化为电能的特殊二极管。

当光照射到光电二极管上时，光子激发半导体内的电子，产生电流。

光电二极管具有灵敏度高、响应速度快等优点，广泛应用于光通信、光电检测等领域。

总结：半导体二极管作为电子工程中的基础元件，具有多种类型，每种类型都有其独特的特性和应用场景。

普通二极管实现基本的整流和开关功能；发光二极管将电能转化为光能，为显示和照明领域提供支持；稳压二极管实现电压稳定，保护电路免受电压波动影响；肖特基二极管适用于高频电路，提高电路性能；光电二极管实现光能与电能的转换，为光通信和光电检测等领域提供解决方案。

二极管为什么是半导体一、二极管简介二极管是一种电子元件，由一个P型半导体和一个N型半导体组成。

二极管有两个端子，分别为正极（阳极）和负极（阴极）。

它是电子学中最基本的元件之一，具有非常重要的作用。

二、半导体的特性半导体是介于导体和绝缘体之间的材料。

在半导体中，电子的运动受到温度、掺杂等因素的影响，因此电导率介于导体和绝缘体之间。

半导体材料常常被用于制造二极管、晶体管等电子元器件。

三、为什么二极管是半导体1.PN结的结构二极管由P型半导体和N型半导体组成，这两种半导体材料的特性决定了二极管的特性。

P型半导体中有空穴，N型半导体中有自由电子，而PN结的结构使得空穴和自由电子在这一区域内聚集。

这种结构可以实现电荷的输送和阻止，实现二极管的导通和截止。

2.PN结的势垒PN结区域存在势垒，当二极管正向偏置时，势垒变小，使得空穴和自由电子得以通过；当反向偏置时，势垒增大，阻止了电荷的流动。

这种势垒形成的机制，正是半导体材料这种介于导体和绝缘体之间特性的表现。

四、二极管的应用二极管作为一种基础性的电子元器件，广泛应用于各种电路中，包括整流电路、放大电路、电压稳定器等。

它在电子设备中扮演着至关重要的作用，保证了电子设备的正常工作。

五、结语由于二极管结构包含P型半导体和N型半导体，而半导体具有介于导体和绝缘体之间的特性，因此二极管作为一种半导体器件具有独特的导电特性，能够实现电路中的多种功能。

二极管的半导体特性决定了它在电子学中的重要性和广泛的应用。

在电子学领域，理解二极管为何是半导体的特性，可以帮助我们更深入地理解电子元器件的工作原理，为我们设计和应用电路提供更多的启发和指导。

面接触型管子的特点是，PN 结的结面积大，能通过较大电流，但结电容也大，适用于低频较低整流电路。

半导体二极管半导体二极管是由一个PN 结构成的二端元件。

其端钮有确定的命名，即一端叫阳极a ，一端叫阴极k 。

1.2 半导体二极管1.2.1 半导体二极管结构和类型（1）点接触型二极管（2）面接触型二极管（3）平面型二极管点接触型管子的特点是，PN 结的结面积小，因而结电容小，主要用于高频检波和开关电路。

既不能通过较大电流，也不能承受高的反向电压。

平面型管子的特点是，PN 结的结面积大时，能通过较大电流，适用于大功率整流电路；结面积较小时，结电容较小，工作频率较高，适用于开关电路。

1.结构2. 分类普通二极管特殊二极管变容二极管发光二极管光电二极管激光二极管二极管稳压二极管稳压光电转换调谐按材料的不同，常用的二极管有硅管和锗管两种；按其用途二极管分为普通二极管和特殊二极管两大类：整流、滤波、限幅、钳位、检波及开关等。

忽略正向导通压降和电阻，二极管相当短路；二极管反向截止时忽略反向饱和电流，反向电阻无穷大，二极管相当开路路。

I S uiU R 二极管是一种非线性元件，其特性就是PN 结的特性，而电流i D 与两端的电压u D 的关系近似为：1.2.2 二极管的伏安特性普通二极管是应用PN 结的饱和区、死区和导通区的特性制成的二端元件。

电路符号为：（1）伏安关系（2）理想二极管）（1-=T D V u S D e I i I S —反向饱和电流；V T —温度的电压当量，当常温（T=300K ）时，V T =26mV 。

在正常工作范围内，当电源电压远大于二极管正向导通压降时，可将二极管当作理想二极管处理，其伏安特性如图示。

k a D最大整流电流又称为额定正向平均电流，是指二极管长时间使用时，允许通过的最大正向平均电流。

此值取决于PN 结的面积、材料和散热情况。

1.2.3 二极管的主要电参数1）最大整流电流I F2）最高反向工作电压U R3）最大反向电流I RM I F I RM ui U R 最大反向电流是指二极管加上最高反向工作电压时的反向电流值。

半导体二极管半导体二极管是含有一个PN结的二端器件。

它是最简单的半导体器件。

P型材料一端称为正极，而N型材料一端称为负极。

二极管是只允许电流朝一个方向流动的半导体器件。

它能被用来把交流电转换成直流电。

二极管的两个引线被分为阳极和阴极。

当二极管的正极电位高于负极电位（其差值大于开启电压，对锗管近似为0.3V，对硅管近似为0.7V）时称二极管是正向偏置，这时二极管的内阻是很小的，有一个较大的电流流过二极管，流过电流的大小取决于外部电路的电阻。

当二极管的正极电压高于负极电位时称二极管反向偏置，这时二极管的内部电阻非常高，所以一个理想的二极管可以阻挡反向的电流而让正向的电流通过。

一个二极管的实际特性曲线并不是十分理想的，如图所示。

当理想二极管反向偏置时，电流不能通过，而实际二极管却有约10μA的电流通过（虽然很小，但仍不够理想）。

如果加上足够大的反向电压，PN结就会被击穿，让电流反向通过。

一般要选择二极管的反向击穿电压远大于电路中可能出现的电压，二极管才不会击穿。

齐纳二极管（稳压管）稳压管是一种特殊的二极管，在正偏的条件下，它与一般的二极管有相同的特性（可以流过一个大电流）。

但是，在反向偏置时，在外加电压低于稳压电压（UZ）时它不导通，在外加电压等于稳压电压（UZ）时稳压管反向导通，同时维持稳压管两端的电压为稳压值（如图）。

流过稳压管电流的大小由两个因子决定，一个为串联的（限流）电阻（RS），另一个为并联的负载电阻（RL）。

电阻RS由公式RS=URs/IZ确定，其中URs=Usource-UZ，在没有负载时，一个特定大小的电流（IZ=IRs）流过稳压二极管和RS，电压降URs加UZ等Usource，Usource至少要比UZ高1V。

当一个负载并连到稳压二极管，流过二极管的电流由于负载的分流而减小，所以通过RS的电流保持为常数（IZ=IRs-IRL）。

稳压管通过改变流过它的电流来维持稳压管两端的电压稳定。

半导体分立元件半导体二极管半导体二极管是用半导体材料（主要是硅或锗的单晶）而制成，故又称为晶体二极管（俗称二极管）。

二极管的主要电性能是“单向导电性”，是一种有极性的二端元件（一种典型的非线性元件）。

二极管在电路中主要用作整流、限幅箱位、检波等，在数字电路中用作开关器件。

基本知识1、二极管。

自然界的物质按其导电能力的大小分为导体、半导体、绝缘体。

导体具有良好的导电性能，其电阻率一般小于10-6Ω·m，如铜和银；绝缘体导电能力很差或不导电，其电阻率往往在108Ω·m以上，如橡胶、陶瓷等；而半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间，如纯净的硅在常温下的电阻率为2×103Ω·m。

半导体材料（如硅和锗）都是4价元素，其最外层的4个价电子与其相邻的原子核组成“共介键”结构，所以在温度极低时（如绝对零度时）半导体不导电，在常温下，纯净的半导体的导电能力也很弱。

2、半导体的主要特点。

半导体与导体和绝缘体相比有两个显著特点：一是其“热敏性”与“光敏性”。

例如当环境温度每升高8℃时，纯净硅的电阻率会降低一半左右（即导电能力提高一倍），且光线的照射也会明显地影响半导体的导电性能，人们利用半导体的这一性能，就可以制成各种热敏元件（如热敏电阻）、光敏元件（如光敏电阻、光电管）等；其二是半导体的“掺杂性”。

指在纯净的半导体内掺入微量的杂质，半导体的导电能力就急剧增强。

例如在单晶硅中掺入百分之一的某种杂质，其导电能力将增加一百万倍。

人们正是利用半导体的这一独特性质。

做成“杂质半导体”，从而制造出各种不同性质、不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路等。

3、杂质半导体。

（1）N型半导体（电子型半导体）。

在纯净的半导体中掺入5价元素就得到N型半导体。

5价杂质其最外层的5个价电子除与半导体组成共价键外就多余一个电子（自由电子）。

所以N型半导体中自由电子为“多子”，空穴为“少子”。

半导体二极管二极管是由一个PN结、电极引线以及外壳封装构成的。

二极管的最大特点是：单向导电性。

其主要包括：稳压、整流、检波、开关、光/电转换等。

1.二极管的分类（1）按材料来分，可分为：硅二极管、锗二极管。

（2）按结构来分，可分为：点接触型二极管、面接触型二极管。

（3）按用途来分，可分为：稳压二极管、整流二极管、检波二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管等。

图1常用二极管的外形和电路符号2.二极管性能的检测（1）外观判别二极管的极性二极管的正、负极性一般都标注在其外壳上。

有时会将二极管的图形直接画在其外壳上如图2（a）示。

对于二极管引线是轴向引出的，则会在其外壳上标出色环（色点），有色环（色点）的一端为二极管的负极端，如图2（b）所示。

若二极管引线是同向引出，其判断如图2 （c）所示。

若二极管是透明玻瑞壳，则可直接看出极性，即二极管内部连触丝的一端为正极。

图2根据判断外观二极管极性（2）万用表检测二极管的极性与好坏检测原理：根据二极管的单向导电性这一特点，性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。

若相差不多，说明二极管的性能不好或已经损坏。

测量时，选用万用表的“欧姆”档。

一般用Rx100或Rx lk档。

而不用Rx1或Rx10k 档。

因为Rx l档的电流太大，容易烧坏二极管。

Rx 10k档的内电源电压太大，易击穿二极管。

测量方法：将两表棒分别接在二极管的两个电极上，读出测量的阻值；然后将表棒对换，再测量一次。

记下第二次阻值。

若两次阻值相差很大，说明该二极管性能良好；并根据测. 量电阻小的那次的表棒接法（称之为正向连接），判断出与黑表棒连接的是二极管的正极。

与红表榜连接的是二极管的负极。

因为万用表的内电源的正极与万用表的“一”插孔连通，内电源的负极与万用表的“ + ”插孔连通。

如采两次测量的阻值都很小，说明二极管己经击穿；如果两次测量的阻值都很大，说明二极管内部己经断路；两次测量的阻值相差不大，说明悦极管性能欠佳。