各种二极管区别？

　　各种二极管区别？简单来说二极管就是一个具有单相导电性的PN结，但是在实际工程应用中，不同应用场景的需求诞生了不同类型的二极管。本文主要介绍二极管的特性和分类。

　　二极管的正向VI特性满足以下的公式：Is 为反向饱和电流，由于热激发产生的少数载流子数量恒定（一定温度条件下），反向饱和电流Is也趋于恒定；VT 为热力学电压，是根据爱因斯坦公式推导出来的，室温下VT≈26mV；n为发射效率，Si半导体(IC电路)中1n2。

　　由上述公式可以画出二极管的VI曲线，当二极管正向电压超过门槛电压，二极管电流呈指数剧烈上升。在门槛电压以下，二极管也会存在一定的电流，图1-1右，当电流很小的时候也会有微小的电压，这段的电流非常小，因此可以简单认为二极管是“截止”的。

　　二极管的正向压降曲线随温度是会发生变化的。如图1-2所示，在小电流条件下，载流子的移动随着温度的升高加快，因此温度越高压降越低，二极管导通压降呈现负温度系数特性；在大电流条件下，载流子的碰撞占主导，载流子寿命降低，温度越高压降越大，二极管导通压降呈现正温度系数特性。

　　PN结如果不是特别的掺杂处理，将二极管不断增加反向电压，达到一定电压条件后，二极管将发生雪崩击穿。在应用中，我们需要给反向耐压留有一定的余量，一般不超过二极管反向耐压的80%。在二极管未发生雪崩击穿的中间电压，为反向偏置电压（Reverse bias region），该电压会产生一定的反向漏电流，在一些低功耗的电路设计中需要特别注意该漏电流的水平。

　　如图所示，二极管可以分为两个大类：PN结型和金属-半导体结型（肖特基）。根据不同的应用场景，又可以将二极管分为：整流二极管（RD）、快恢复二极管（FRD）、瞬态电压抑制二极管（TVS）、稳压/齐纳二极管（Zener）、变容二极管（VCD）、高频二极管等。

　　整流二极管主要利用PN结的单相导电性，控制电流的通断。如图3-2，整流二极管主要工作在正向导通区和反向截止区（图中红域）。整流二极管在使用过程中，需要特别注意不能超过其规定的正向电流和反向电压限值。

　　利用二极管的单相导电性，在信号电路中，可以用来构造逻辑电路。如图3-3，通过两个信号二极管D1、D2构成一个“或门”，V1或者V2为高电平，Vo输出高电平；通过两个信号二极管D1、D2构成一个“与门”，V1和V2为高电平，Vo输出高电平。

　　在开关电源拓扑中，二极管往往需要承受高频率的开通和关断的动作。如图3-4，是一个典型的BUCK电路拓扑结构，二极管D除了产生正向导通带来的损耗；在二极管关断的瞬间由于结电容的存在，二极管存在一个反向的恢复电流。

　　恢复电流*反向电压会得到一个很高的损耗脉冲，这个损耗的大小和二极管反向恢复电流Irr的大小和反向恢复时间trr成正比。如图3-6，快恢复二极管（FRD）和普通二极管比较，其优化了二极管的反向恢复特性，从波形中可以看出FRD反向恢复损耗有明显的降低。

　　肖特基二极管是在N型半导体上，半导体中的电子逃逸到金属中，在金属和半导体结合面形成耗尽层（需要特殊的金属和半导体掺杂相关，这里不展开）。如图3-7，当在二极管加上反压，耗尽层增加，没有电流流过；当在二极管两端加上正向电压，耗尽层被抵消，有电流通过。值得一提的是，肖特基由于没有P型半导体的参与，因此该二极管只有一种载流子（电子），属于单载流子器件。

　　肖特基势垒能级较低，很难制造高压的肖特基二极管，一般SBD的电压在20~150V之间。随着宽禁带半导体（典型的SiC）的发展，高压的SiC-SBD的使用已经日益广泛。如图3-8，和PN结型二极管相比，肖特基二极管具有更小的正向导通压降，同时具有较大的反向漏电流。在应用过程中都是需要注意的。

　　稳压二极管是利用两个高掺杂的P型半导体和N型半导体结合而成，掺杂浓度高，使得PN结的势垒区特别的薄，有利于载流子的漂移。因此，在稳压二极管的两端加上一定的反向电压（需要外部限流），二极管能够迅速形成齐纳击穿，将电压钳位在一定的范围。如图3-9，反向击穿电压的曲线非常的陡峭。

　　典型的稳压二极管应用电路如图3-10所示，输出电压的特性曲线如右图，当输出电流过大（io，max右侧）稳压二极管将退出齐纳击穿区，进入反向偏置区，输出电压和电流按照欧姆定律变化。

　　TVS被称为瞬态电压抑制二极管，主要用于吸收瞬态的电压浪涌。其需要的响应速度要比稳压管的速度快得多，并且具有较大的抗冲击能力，因此一般TVS管的封装都做得比较大。如图3-11，TVS在最要工作在击穿的瞬间，而稳压干需要工作在一个稳定的击穿状态下。

　　近年来，使用“功率元器件”或“功率半导体”等说法，以大功率低损耗为目的二极管和晶体管等分立（分立半导体）元器件备受瞩目。这是因为，为了应对全球共通的 “节能化”和“小型化”课题，需要高效率高性能的功率元器件。

　　然而，最近经常听到的“功率元器件”，具体来说是基于什么定义来分类的呢？恐怕是没有一个明确的分类的，但是，可按以高电压大功率的AC/DC转换和功率转换为目的的二极管和MOSFET，以及作为电源输出段的功率模块等来分类等等。

　　在这里，分以下二个方面进行阐述：一是以传统的硅半导体为基础的“硅（Si）功率元器件”，另一是与Si半导体相比，损耗更低，高温环境条件下工作特性优异，有望成为新一代低损耗元件的“碳化硅（SiC）功率元器件”。提及功率元器件，人们当然关注SiC之类的新材料，但是，目前占有极大市场份额和应用领域的Si功率元器件的性能不断提高，令人瞠目而视。实际上，就是应利用在用途和规格方面最适合的功率元器件，所以考虑能覆盖面比较义的功率元器件。

　　Si二极管和MOSFET的种类非常多，耐压和电流变动幅度也很大。其中，主要用于电源的Si二极管可细分为肖特基势垒二极管和快速恢复二极管。MOSFET以高耐压的超级结MOSFET为主。

　　进而，按照要求规格说明选择晶体管时的步骤和判断方法，预计要介绍利用二极管和晶体管所拥有的特性和特征的应用事例。

　　均分别包含基础内容。如果是几十瓦的电源，有内置功率元器件，可减少个別地选择MOSFET或工作确认。然而，在大功率电路中，切实地纯熟掌握分立元器件极为重要。后文将详细说明如何重新确认二极管和晶体管的特性和规格值，并有机会了解最新的Si功率元器件的特征和性能。

　　考虑Si二极管的分类时，根据其用途，有几种分类方法。在这里，主要考虑用于功率转换，对Si二极管进行分类。

　　Si二极管大致上可分为整流二极管、齐纳二极管、高频二极管。其中，以整流为主要目的的二极管又可细分为：一般通用整流用，以开关为前提的高速整流用，用于超高速整流的快速恢复型，还有同样具有高速性和低VF特征的肖特基势垒二极管，下面将分别予以说明。虽然作了上述分类，但原则上，Si二极管均属由阳极和阴极构成的元器件，表示其本质功能和特性的项目基本相同。那么“究竟有什么区别呢？”，答案就是“根据实际用途，使其部分电气特性达到优化”。

　　慎重起见，我们先来确认二极管的静态特性和动态特性。仔细看看下图，就无需详细说明了，但是，以下均是说明各种二极管特征时的关键词。

　　右图中橙色虚线区表示利用整流二极管的区域。具体而言，就是指正向可作业的IF范围，以及反向击穿电压以内的区域。

　　顺便说一下，绿色虚线区虽非本章的阐述对象，但属于使用齐纳二极管区域。通常的二极管并不使用该区，如果IR无限制地进入该区，可能会导致元器件破损。

　　trr是指从正向施加电压正向电流IF流动的状态，到电压反向变化时流动的反向电流IR恢复至稳定状态（基本为零）所需的时间。如右图所示，一旦从IF流动的导通状态变为关断状态，在理想状态下，正向电流IF即刻为零。然而，实际上，反向电流IR越过零值，瞬间流过，trr也随之恢复为零。trr越短，特性越好。

　　电容Ct是指二极管自身的容值，带来与电容器相同的效果。如右图所示，二极管导通、关断之际，电容Ct越大，俗称的波形就越大米乐M6，有时，由于时间常数的原因，直至施加电压为止方才进入关断动作，往往会引发故障。在高速开关电路中，最好采用Ct较小的二极管。

　　最大额定是指描述的连续及瞬间施加电压、电流和温度条件。关于“瞬间的”的定义，请参考技术规格内的相关描述，如果无明确描述，需要向制造商确认。

　　本篇开始部分的内容虽为基础中的基础，但在考虑各种二极管的特性和用途时，必须加以充分理解。此时，在实际选择二极管时，也应再三斟酌上述参数。

　　本篇所例举的是用于高耐压、高电流的二极管，但按照其特性、特征、制造工艺可进行以下分类。此时，对二极管基本的应用条件而言，特性和性能已优化。

　　在这里，将整流二极管分为以下4类：通用整流用、通用开关用、肖特基势垒二极管、快速恢复二极管4种类型，特征汇总于下表。

　　通用型一般用于整流，主要目的是将交流整流为直流。桥式二极管是整流用的二极管组合。另外，用于无意中电源或电池反接时，保护用于防止过电流流过。正向电压VF因工作电流而异，1V左右为标准。这是硅PN结二极管的普通VF。反向恢复时间trr是以50Hz/60Hz的商用电源的整流为前提，以不是特别快的为标准。

　　开关型，用途如其字面所示，主要用于电源的切换。VF标准与通用型相同。因为以开关用途为目的，所以trr比通用型更快。但是，还达不到肖特基势垒二极管或快速恢复二极管的速度，其开关特性仅定位于比通用型快。

　　肖特基势垒二极管（SBD）不是PN结，而是利用金属和半导体如N型硅的形成肖特基势垒（Barrier）。与PN结二极管相比，肖特基势垒二极管（SBD）具有VF更低，开关特性更快的特征。但是，其反向漏电流IR较大，在某些条件下会导致热失控，务请注意。即使流经高达诸如10A的大电流，VF值也大约为0.8V；如果流经几A的电流，VF值大约为0.5V。因此，其典型用途就是用于追求高效的DC/DC转换器或AC/DC转换器的二次侧。

　　快速恢复二极管（FRD）虽是PN结二极管，但却是trr得以大幅改善的高速二极管。此时，SBD的耐压（反向电流VR）在200V以下，但FRD能达到800V高耐压。但是，一般而言，其VF比通用型高，如果是高耐压大电流规格，标准值大约为2V，但近年来，VF值降低的型号也有增加。因其高耐压和高速性，所以多用于AC/DC转换器或逆变器电路。

　　中间图是将SBD与FRD之外的两种二极管相比，其trr快很多，trr间流动的正向电流IR越大，损耗越大。

　　如前文所述，Si-SBD并非PN结，而是利用硅称之为势垒金属的金属相接合（肖特基接合）所产生的肖特基势垒。Si-SBD的特性因势垒金属的种类而异。而且，其特性的不同，应用方向也不同。下表汇总了势垒金属的特征及其适合的应用。表中凡标有“×”的项目，请理解为：其与其他项目相比，特性较差、不适合。

　　使用钛的SBD具有VF非常低的特征，但反向漏电流IR却比其他的高。因此，发热多，不适用于环境温度高的条件。后文还将详细说明，其存在容易导致热失控的倾向。就应用而言，因为其VF较小，导通损耗少，电压下降较小，所以适合用于电池驱动电路。

　　使用铂的SBD米乐M6，IR非常小，发热小，所以最适用于高温环境条件下使用。由此可见，是车载设备应用的首选。

　　其他的二极管均系通用的PN结整流二极管。IR较小，大多数应用场合均可忽略不计。与此相反，Si-SBD却存在不可忽视的反向电流IR。这就是在使用Si-SBD之际必须考虑的关键要点。

　　接着，下面图表中用“○”或“△”具体表示各种SBD的特性。例如，钛SBD的VF非常低，但IR较大。

　　在这里说明，就使用Si-SBD之际关于热失控的重点研讨事项。热失控是由于发热引发二极管的Tj超过最大额定值，严重时可能会导致某种破坏性结果。如前所述，切勿忽视因Si-SBD的IR损耗。发热是IR和VR（反向电压）的积，即漏电流产生的反向功率损耗乘以热阻之积。与普通的热计算公式相同。因此，IR较大的钛SBD最为不利。此时，IR有随着VR增高也增高的倾向，并有伴随温度上升，而増加的正相关温度特性。因自身发热（或者周围温度上升）引发Tj上升，IR増加，进而发热加剧IR増加，从而导致失控状态。当然，这属于发热量大于散热量这一条件因素的话题。

　　为了防止热失控，即使存在因各种条件而导致发热，也必须进行使其充分散热的热设计。以下是有关热失控的关键要点。

　　最后一篇谈及Si二极管。本篇将说明快速恢复二极管（以下简称为FRD）的特征、改善特性及其相关应用。

　　Si-FRD是PN结二极管，具有高速性特征，Trr极快。与此相反，就一般特征而言是VF高。例如，在示意图中，通用10A级别的VF不到2V。这是因为Trr的高速性与VF之间有需要权衡的关系。然而，开发出VF值大幅度降低的型号，实际时可根据应用来选择最适合的Si-FRD。

　　下表总结了Si-FRD的特征及其适合的应用。表中凡标有“×”的项目，请理解为：其与其他项目相比，特性较差、不适合。

　　超低VF型的虽然IR特性较为逊色，但其低VF能降低导通损耗，适用于峰值电流大的临界模式PFC。

　　此时，下面图表显示VF和Trr之间的权衡关系。橙色线表示VF较低，Trr稍长，但VF与Trr之间的IR也较大，是该FRD的特性。红色线的特性与其相反。可见存在一种关系，如果是高速型，那么VF就高，如果是低VF型，那么Trr/IR就大。

　　从EMC的角度来看，以开关电源为主的开关所引发的噪声是重要的研讨事项。Si-FRD的Trr较为高速，故而在反向恢复时，Trr时间内会产生噪声。下图是反向恢复时的噪声以及改善后的示意图。IRp表示FRD关断时的反向电流峰值。并用dir/dt表示恢复的倾斜度/急峻度。如能降低Irp，并使dir/dt平稳，就能使反向恢复时的噪声变小。

　　实际上，已成功开发出称之为“软恢复”型的低噪声Si-FRD。在这里，就该项研究稍稍加以说明。

　　为了降低Irp，并使恢复时的倾斜度dir/dt趋缓，必须分别采取改善对策。最初，为了降低IRp，降低了P型硅（阳极）的杂质浓度。仍然存在问题，虽然漏电流减少，降低了IRp，但是，dir/dt依然急峻，仍然残存噪声，还有VF上升的新课题要权衡处理。

　　其次，为了缓和倾斜度，采用了称之为寿命杀手的铂（Pt）扩散，缩短了寿命，成功地实现dir/dt软恢复。这里的“寿命”是指，在PN结关断/反向偏置时的少数载流子再结合，在恢复的时间内，如果时间长，残留的载流子会导致电流流经的现象。寿命杀手会加速再结合，从而缩短寿命。一般而言，寿命杀手会扩散杂质。这种时就采用Pt（铂）。

　　这就涉及到制造工艺了，若非熟悉领域很难全面展开，但是，以这两个方法为基础，最终实现了Trr和VF的特性基本保持不变，却能大幅度抑制反向恢复噪声的Si-FRD。下图所示为软恢复型（红色）与标准型（蓝色）的实际波形比较示意图。明显可见，软恢复型的噪声非常低。

　　最后表示依据Si-FRD的特性及其适合应用的示意图，设计时仅供参考。如上所述，Trr高速型的VF值较高，而VF值低的Trr较慢，应基于这一基本倾向，选择最佳的应用特性。

　　再提一下PFC的话题，BCM（临界模式）的VF值越低越好，CCM（连续模式）的Trr值越快越好，这有助于降低各自的损耗。

　　众所周知，二极管本质上就是一个单向阀，因此我们可以使用直流（电池供电）欧姆表来验证单向特性。

　　如下图所示，单向连接二极管，仪表应该在（a）显示非常低的电阻，以另一种方式连接二极管，应该在（b）处显示非常高的电阻（某些数字仪表型号上为“OL”）

　　二极管极性地确定： (a) 低电阻表示正向偏置，黑色引线为阴极，红色引线为阳极（对于大多数仪表） (b) 反向引线显示高电阻表示反向偏置。

　　要确定二极管哪一端是阴极，哪一端是阳极，首先要确定仪表的哪根是正极，哪根是负极。一般比较常见的，测量电阻时，红色线为正极，黑色线为负极。但是也有一些模拟万用表在切换到电阻功能时，黑色是正极，红色是负极。

　　使用欧姆表测量二极管的一个问题是获取的读数只有定性值，而不是定量值。换句话说，欧姆表只能说明二极管的传导方式，导通时得到的低阻值指示是没有什么用的。

　　如果欧姆表在对二极管进行正向偏置时显示“1.73 ohms”的值，那么 1.73 Ω 的数字并不代表对我们作为技术人员或电路设计人员有用的任何实际量。它既不代表二极管本身的半导体材料中的正向电压降，也不代表任何“大”电阻，而是一个取决于这两个数量的数字，并且会随着用于读取读数的特定欧姆表而显着变化。

　　用伏特显示二极管的实际正向压降，而不是以欧姆为单位的电阻。数字万用表通过二极管并测量两个测试引线之间的电压降来工作，如下图所示。

　　二极管正向电压用这种仪表获得的正向电压读数通常小于“正常”下降 0.7 伏（硅）和 0.3 伏（锗），因为仪表提供的电流比例很小。

　　有些数字万用表在设置为常规“电阻”功能时可能会输出非常低的测试电压（小于0.3V）：太低而无法完全破坏PN的耗尽区交界处。

　　当使用万用表在“电阻”功能模式下向探头输出非常低的测试电压时，二极管的 PN 结上没有足够的电压施加到正向偏置，并且只会通过微不足道的电流。因此，仪表将二极管“视为”开路（无连续性），并且仅记录电阻器的电阻。（下图）

　　如果使用这种欧姆表来测试二极管，即使以“正确”（正向偏置）方向连接到二极管，它也会指示非常高的电阻（许多兆欧）。（下图）

　　二极管的反向电压强度不容易测试，因为超过正常二极管的 PIV 通常会导致二极管损坏。但是，特殊类型的二极管被设计为在反向偏置模式下“击穿”而不会损坏（称为齐纳二极管），它们使用相同的电压源/电阻器/电压表电路进行测试，前提是电压源为高足以迫使二极管进入其击穿区域。

　　二极管测量极性替代方案如果没有具有二极管检查功能的万用表，或者您想在某些非平凡电流下测量二极管的正向压降，则可以使用电池构建下图的电路，电阻器和电压表。

　　如果该电路设计为在正向压降发生变化的情况下通过二极管提供恒定或几乎恒定的电流，则它可以用作温度测量仪器的基础，二极管两端测量的电压与二极管结温成反比.。当然，二极管电流应保持在最低限度以避免自热（二极管耗散大量热能），这会干扰温度测量。

　　整流二极管（PN结二极管）是一种对电压具有整流作用的二极管，可以将交流电整流成直流电，常应用于整流电路中。整流二极管多数为面结合型二极管，结面积大、结电容大、工作频率低，以采用硅半导体材料为主。

　　需要注意的是，面接触型二极管是指内部PN结采用合金法或扩散法制成的二极管，由于PN结的面积较大，所以能通过较大的电流，但工作频率较低，所以常用作整流元件。

　　稳压二极管是由硅材料制成的面接触型二极管，它注意利用PN结反向击穿时，其两端电压固定在某一数值上，电压值不随电流的大小变化，因此能够达到稳压的目的。

　　注意：在实际使用过程中，当加在隐压极管上的反向电压临近击穿电压时，二极管反向电流会瞬间增大，发生击穿（井非损坏)。这时电流可在较大范围内改变，稳压二极管两端的电压基本保持不变，起到稳定电压的作用，所以其特性与普通二极管是不一样的。

　　光敏二极管又称光电二极管，原理是受到光照射时，反向阻抗会随之变化，利用这一特性，光敏二极管常常作为光电传感器件使用。

　　发光二极管是指在工作时能够发出亮光的二极管，也就是我们日常生活所说的LED，常作为显示器件或光电控制电路中的光源。发光二极管具有工作电压低、工作电流很小、抗冲击和抗振性能好、可靠性高、寿命长等优势。

　　检波二极管是利用二极管的单向导电性，再与滤波电容配合，可以把叠加在高频载波上的低频包络信号检出来的元器件。

　　变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性半导体元件，在电路中起电容器的作用，广泛用在参量放大器、电子调谐及倍频器等高频和微波电路中。

　　注意：变容二极管是利用PN结空能保持电荷且具有电容器特性原理制成的特殊二极管。该二极管两极之间的电容量为3～50pF，也就是是一个电压控制的微调电容。

　　双向触发极管又称为二端交流器件，是一种具有三层结构的对称两端半导体元器件，常用来触发晶闸管或用于过压保护、定时、移相电路。

　　开关二极管是利用二极管的单向导电性对电路进行“开通”或“关断”的控制，一般广泛应用于开关和自动控制等电路中。

　　快恢复二极管（简称FRD）是一种高速开关二极管，这种二极管的开关特性好，反向恢复时间很短，正向压降低，反向击穿电压较高（耐压值较高）。

　　同学们大家好，今天我们继续学习杨欣的《电子设计从零开始》，这本书从基本原理出发，知识点遍及无线电通讯、仪器设计、三极管电路、集成电路、传感器、数字电路基础、单片机及应用实例，可以说是全面系统地介绍了电子设计所需的知识，是一本很好的电子设计入门书籍，没有复杂的计算，取而代之的是生动、平实的叙述。

　　上篇我们提到用Multisim可以进行电路仿真，并对部分电路进行了分析，避开了还没有了解的几个电子元器件。今天我们开始学习两种常见的半导体器件------首先来看二极管。

　　关于二极管，作者没有从原子结构、P-N结等枯燥的预备知识来介绍，而是从器件应用来介绍。二极管有两个引脚，一个是正极，另一个是负极，电流只能从正极流向负极单向流经。

　　整流二极管常用在整流、检波电路；发光二极管是常用的光源器件，用在指示灯、照明灯中；稳压二极管常用于稳压电路中；光电二极管可接受可见光或不可见光来控制通断；隧道二极管常用于高频电路；肖特基二极管应用在钳位、放电保护等电路中。

　　上图中还可以看出，发光二极管和光电二极管的长脚为正，短脚为负，外壳有色环或“围裙”的一端为二极管的负极，另一端为正极。

　　图中二极管、电阻、电源、电流表串联组成回路，a图中二极管正向偏置，即电流从二极管正极流经负极，电流表中显示电流为0.011A；b图中二极管反向偏置，电流无法从负极流经正极，电流表读数只有0.27nA，可认为是无电流通过。这就很好地说明了二极管具有单向导电的特性了。

　　可以看到二极管的符号由一个从A指向K的箭头和一个“挡板”组成，箭头的方向就指示了当有正向偏置时，电流从A流经K。但当电流想从K流经A就会被“挡板”“无情”地阻挡。

　　当然要二极管正向导通也不是那么“随意”，需要正极电压高于负极电压，要高多少？需要高一个正向压降（VF, forward voltage），这样电流才能“闯过”二极管，二极管才能导通。

　　那么，这个VF和什么有关呢，答案是跟二极管的材料有关，一般硅管的VF为0.7V，锗管的VF为0.15V。

　　实际使用中，我们如何快速判断一个二极管是硅管还是锗管呢？可以采用万用表如下图所示连接，要注意使用万用表的电阻档位，万用表正极接二极管负极，万用表负极接二极管正极，此时，阻值在4~8kΩ的为硅管，阻值在1kΩ的为锗管。

　　我们除了知道二极管的导通电压，还需要知道导通时的正向电流IF。正向电流可以从二极管伏安特性曲线的技术文档中就有描述该二极管伏安特性的曲线图，如下图所示：

　　上图中，可以看到当横坐标正向电压VF增大到0.7V之前1N4148都没有导通，纵坐标正向电流IF近似为0mA；一旦VF超过0.7V，正向电流也随之快速增强。这就说明在二极管1N4148上施加的正向电压超过0.7V时，正向电流IF开始形成，1N4148导通。下面使用Multisim对1N4148进行电路仿真，看看是否可以和它的伏安特性对应起来，如下图所示：

　　研究上图中电源、二极管1N4148、电阻、发光二极管电流表串联，电压表测1N4148两端电压，仿真结果显示，电路中有电流通过，发光二极管被点亮，电流表显示电路中的电流为0.02A，1N4148两端的电压为0.714V，正好对应1N4148伏安特性曲线上箭头所指位置。

　　我们研究了二极管1N4148的伏安特性，并且它是一个硅管，就可以类比到所有的硅管二极管都有类似的伏安特性。那么，锗管是不是也有一个具有代表性的特性曲线呢，答案是肯定的，如下图所示：

　　上图中可以看到二极管正向偏置时，锗管需要VF高于0.2V，硅管需要VF高于0.6V，正向电流才会急剧改变；二极管反向偏置时，反向电压增大，反向电流也不会很大，直到反向电压把二极管击穿，反向电流才会增大，对二极管造成毁灭性打击。这个反向击穿电压，一般硅管为1000V，锗管为100V，以器件的技术文档为准。

　　在我们对二极管进行选型时，就要根据需求选择合适的参数，综合考虑从而来确定二极管型号。那么，拿到一个二极管的技术文档时，我们应该如何去看呢？下面我们来分析看看。

　　1.二极管型号1N4001~1N4007，这说明这7类管子特性相似，只是某些参数不同，所以共用一份技术文档。

　　2.最大反向电压VRRM，若使用过程中施加在二极管上的反向电压超过该值，二极管就会击穿。实际选型时，反向电压不应该超过该值。

　　3.平均正向电流IF(AV)，该参数描述了二极管所能承受的正向电流的平均值，选型时，电路电流也不能超过该值。

　　4.正向电压VF（Forward Voltage@1.0A），细心的同学可能注意到，这个参数里有个@1.0A，其实意思就是当二极管中通过的正向电流为1.0A时，二极管正向电压VF的大小。

　　实际在选型过程中，我们需要考虑二极管的上述参数满足电路设计要求，才能保证电路的正常功能和稳定性。下篇我们来讲讲三极管的实用知识，下篇见。

　　另外，整理了一些电子工程类的资料，分享给大家，目前有模拟电路、单片机、C语言、PCB设计、电源相关、FPGA、EMC、物联网、Linux相关学习资料，还有针对大学生的资料包，后续还会有更多资料分享给大家，助力大家学习，成就梦想~

　　二极管正向偏置时电流从正极流向负极；而在反向偏置时截止。正向偏置条件为：正极电压高于负极，令二极管导通的正向电压V_{F}与二极管种类有关，二极管根据其半导体材料的不同，分为两种，使用硅材料制成的二极管称为硅（Si）管，使用锗材料制成的二极管称为锗（Ge）管。令硅管和锗管导通的正向电压V_{F}不同，如表1所示。

　　常用二极管分为整流二极管（普通二极管）、发光二极管、稳压二极管、光电二极管、隧道二极管、肖特基二极管。

　　对照数据手册，二极管参数一般包括极限参数，其中最大反向电压（V_{RRM}）和平均正向电流（I_{F(AV)}）为主要关注参数；还包括电气特性参数米乐M6，其中主要关注正向电压V_{F}。

　　peak repetitive reverse voltage）：如果施加在二极管上的反向电压

　　（average rectified forward current）：二极管所能承受的正向电流平均值，不同型号的器件所能承受的

　　（Forward Voltage @1.0 A）:表示二极管在正向电流为1.0A时，正向电压值。

　　)：表示二极管在反向电压为5V时，反向电流值；该值通常而言极小，肖特基二极管反而会利用其反向电流值较大。

　　普通二极管（整流二极管）,利用二极管的单向导电性，将交流电变为直流电。在选型时，需保证交流电压绝对值小于最大反向电压

　　，防止烧毁二极管。整流过程如图所示，正半周顺利通过二极管，负半周截止。容易获得1A以上，400V/600V的高耐压。

　　则不是一般硅管的0.7V或锗管的0.15V，这里以任意找到的一款发光二极管（品牌：LITEON；型号：C913078; 颜色：绿色 ），其

　　）。其中注意，发光二级管，亮度与二极管正向工作电流有关，手册中通常采用曲线图表示此关系，在设计中根据实际需要可通过调节电流对亮度进行调整。

　　大，高开关速度。具体应用场景为整流、信号调节、开关、电压钳位等。其中个人认为做电压钳位应用十分典型。

　　齐纳二极管,又称稳压二极管，与其他二极管不同，其在电路中电流由阴极流入，阳极流出（反接），在选型时应关注其

　　二极管的组成如上图所示主要由管芯、外壳和两个电极构成。管芯是一个PN结，外壳一般是用用黑塑胶、玻璃或金属材料封装。P型区引出的电极称为正极或阳极，N型区引出的电极称为负极或阴极。

　　N型半导体： 也称作电子型半导体，是自由电子浓度远大于空穴浓度的杂志半导体。P型半导体： 也称空穴型半导体，是带正电的空穴为主的半导体。二极管的主要分类半导体材料分类有两种，分别是锗二极管(Ge管)、硅二极管(Si管)。

　　管芯结构分类据管芯结构划分，是有三种，分别是点接触型二极管、面接触型二极管和平面型二极管。用途分类用途分类比较多，主要的有发光二极管、开关二极管、整流二极管、TVS二极管、稳压二极管，检波二极管、齐纳二极管、隔离二极管、肖特基二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等等。其他分类除以上分类还可以按频率，封装类型等分类。