描述

電子元件家族當中，有一種只允許電流由單一方向流過，具有兩個電極的元件，稱為二極管，英文是“Diode”，是現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的基石。

早期的二極管 早期的二極管包含“貓須晶體”(Cat's Whisker Crystals)和真空管(ThermionicValves)。

1904年，英國物理學家弗萊明根據(jù)“愛迪生效應”發(fā)明了世界上第一只電子二極管——真空電子二極管。它是依靠陰極熱發(fā)射電子到陽極實現(xiàn)導通。

電源正負極接反則不能導電，它是一種能夠單向傳導電流的電子器件。早期電子二極管存在體積大、需預熱、功耗大、易破碎等問題，促使了晶體二極管的發(fā)明。 晶體二極管 又稱半導體二極管。1947年，美國人發(fā)明。在半導體二極管內(nèi)部有一個PN結(jié)和兩個引出端。

這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導性?，F(xiàn)今最普遍的二極管大多是使用半導體材料如硅或鍺。 晶體二極管結(jié)構(gòu) 晶體二極管的核心是PN結(jié)，關于PN結(jié)首先要了解三個概念。

本征半導體：指不含任何摻雜元素的半導體，如純硅晶片或純鍺晶片。

P型半導體：摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價雜質(zhì)的半導體，如在本征半導體中Si(4+)中摻入Al(3+)的半導體。

N型半導體：摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價雜質(zhì)的半導體，如在本征半導體中硅Si(4+)中摻入磷P(5+)的半導體。

由P型半導體和N型半導體相接觸時，就產(chǎn)生一個獨特的PN結(jié)界面，在界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場。

當外加電壓等于零時，由于PN結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的PN結(jié)。

以PN結(jié)為核心結(jié)構(gòu)，加上引線或引腳形成單向?qū)щ姷?strong>二極管。

當外加電壓方向由P極指向N極時，導通。 晶體二極管分類 晶體二極管可按材料不同和PN結(jié)結(jié)構(gòu)不同，進行分類。

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。

其PN結(jié)的靜電容量小二極管，適用于高頻電路。因為構(gòu)造簡單，所以價格便宜。對于小信號的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言，它是應用范圍較廣的類型。與面結(jié)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。

制作工藝：將細鋁絲的一端接在陽極引線上，另一端壓在摻雜過的N型半導體上。加上電壓后，細鋁絲在接觸點處融化并滲入融化部分的中。這樣，接觸點實際上是P型半導體，并附著在N型半導體上形成PN結(jié)。 面接觸型二極管

面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流(幾安到幾十安)二極管，主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。面接觸型晶體二極管比較適用于大電流開關。

平面型二極管 平面型二極管是一種特制的硅二極管，得名于半導體表面被制作得平整。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。

在半導體單晶片(主要地是N型硅單晶片)上，擴散P型雜質(zhì)，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(jié)。因PN結(jié)合的表面被氧化膜覆蓋，穩(wěn)定性好和壽命長。

它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關、脈沖及高頻電路中。 晶體二極管主要特性 二極管的伏安特性曲線如下：

外加電壓Uw方向為P→N時，Uw大于起動電壓，二極管導通；

外加電壓Uw方向為N→P時，Uw大于反向擊穿電壓，二極管擊穿。

晶體二極管性能參數(shù)

最大整流電流Idm：二極管連續(xù)工作允許通過的最大正向電流；電流過大，二極管會因過熱燒毀；大電流整流可加裝散熱片。

最大反向電壓Urm：Urm一般小于反向擊穿電壓，選規(guī)格以Urm為準，并留有余量；過電壓易損壞二極管。