二极管的特性、性质和作用讲解

(一)二极管是什么?

二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子元器件。它具有单向导电性能特性(具有正向特性和反向特性)，即给二极管阳极和阴极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开。

二极管的符号如图①所示，结构示意图②，单向导电性如图③，各类二极管的符号号如图④，二极管的种类如图⑤

图①二极管的符号

图②二极管结构示意图

图③二极管的单向导电性

图④各类二极管符号

图⑤二极管的种类

(二).二极管的作用是什么?

二极管的作用有: 整流电路，检波电路，稳压电路，各种调制电路等，主要都是由二极管来构成的。

(1)整流二极管: 将交流电源整流成为直流电流的二极管叫整流二极管。

(2)检波二极管: 检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性。

(3)稳压二极管: 它是利用pN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的。

(4)开关二极管: 在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反向恢复时间短，能滿足高频和超高频应用的需要。

(5)变容二极管: 变容二极管是利用pN的电容随外加偏压变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛应用于参量放大器，电子调谐器及倍频器等微波电路中。

. (6)瞬态电压抑制器TⅤs: 一种固态二极管，专门用于EsD保护。

(7)发光二极管: 可发红黄白绿等单光色亮光。

(8)肖特基二极管: 其特长是:开关速度非常快，反向恢复时间特别短，因此，能制作开关二极管和低压大电流整流二极管。

以上常用二极管除外，还有: 限帽用二极管、调制用、混频用、pⅠN型、雪崩、江崎、快速关断、阻尼、双基极二极管等。

二极管的特性

1、我们首先来看二极管的伏安特性。

如上图所示，二极管的伏安特性可以分为三段：A段+B段–正向特性：该段表示外加正向电压时二极管的工作情况，在正向特性的起始部分，正向电压很小，外电场不足以克服内电场对多数载流子的阻碍作用，正向电流几乎为零，这一区域成为正向二极管的伏安特性的死区，对应的电压成为死区电压（也称为门坎电压），硅管的死区电压为0.5V，锗管的死区电压为0.1V；当正向电压超过某一数值后，内电场就被削弱，正向电流迅速增大，二极管导通，这一区域成为正向导通区。二极一旦导通后，只要正向电压有微小变化，就会使正向电流变化较大。二极管正向导通后，管子上的正向压降不大，正向压降的变化很小，一般硅管的为0.7V，锗管的死区电压为0.3V；，在使用二极管时，如果外加电压较大，一般需要串联限流电阻，以免产生过大电流烧坏二极管。C段–反向特性这段表示外加反向电压时二极管的工作情况，在一定的反向电压范围时，反向电流很小且变化不大，这一区域称为反向截止区，这是因为反向电流是少数载流子的偏移运动形成的，一定的温度下，少子的数目基本不变，所以反向电流基本恒定，与反向电压的大小无关，故通常成为反向饱和电流。D段–反向击穿特性当反向电压继续增大到某一数值时，二极管的反向电流会突然增大，我们称此时二极管发生了反向击穿，所以普通二极管的应该避免被击穿，但稳压二极管必须工作于击穿状态，因此在击穿区虽然电流变化较大，而电压却能保持基本不变，正是利用这个特性，稳压管才能起到稳压的作用。

这里再提一下，理想二极管的伏安特性曲线，正向压降UD=0V，门坎电压Uth=0V

2、二极管的伏安特性方程二极管的正向特性和反向特性也可以用二极管伏安特性方程来描述。

但反向击穿特性不能用伏安特性方程来描述。

3、二极管的主要参数最大整流电流If：长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。最大反向工作电压Ur：允许承受的最大反向电压，其值约为击穿电压Ubr的一半。反向电流Ir：外加反向电压尚未击穿时，流过管子的电流。最高工作频率fm：主要由极间电容的大小决定。当工作频率高于此值时二极管的单向导电特性将变差，甚至消失。

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