二极管是怎么分类的？又有什么常用方法？本文带你了解清楚

日前调试一个板子，半天没搞清楚啥问题，直接 USB 供电正常运行，使用电池供电就发生 3.3V 和 GND “短接”，各种测试濒临崩溃，最后发现是一个二极管加工时焊接错误，导致电池供电时在二极管上的压降太大，更改成肖特基低压差二极管，完美解决。所以借此总结一下二极管的常见使用方法。

1.肖特基二极管

1.1概念

一般的PN结二极管是利用N型半导体与P型半导体形成的PN结制作而成。

肖特基二极管（SBD）不是利用 P 型半导体与 N 型半导体接触形成 PN 结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结（肖特基势垒 ）原理制作的。因此，SBD 也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。组成如下图：

肖特基二极管的 Schottky barriers (肖特基势垒)小于一般的 PN 结型二极管，所以正向导通所需的电压很低（0.2~0.5V）。肖特基二极管的反向恢复时间(trr)非常快，因为其不存在少数载流子的寿命问题，反向恢复电荷非常少，所以其开关频率特别高，可达 100GHz。这些特性使得肖特基二极管在高频应用领域占有重要位置。

1.2肖特基二极管的原理

Schottky diode 是用贵金属作为正极，N 型半导体作为负极。在 N 型半导体中掺杂了磷、砷等元素，所以 N 型半导体的多子为自由电子(Electronics)，少子为空穴(Hole)。而贵金属中的自由电子较少，所以电子(Electronics)由 N 型半导体向金属扩散。因为金属中没有空穴(Hole)的存在，所以当电子不断向金属扩散，N 型半导体得不到空穴补充所以带正电，贵金属端由于多了自由电子所以带负电。Schottky diode 就形成了一个从 N 型半导体指向贵金属端的内电场。如下图所示：

在内电场的作用下，贵金属端的电子漂移至 N 型半导体。随着漂移运动，内电场又逐渐被削弱，扩散运动增加。最后扩散运动与漂移运动达到平衡，在 N 型半导体与贵金属之间形成了 Schottky barriers (肖特基势垒)。如下图：

施加反向电压时：当对肖特基二极管施加反向电压时，在反向电压与内电场的共同作用下空间电荷区增加，扩散运动受抑。少量电子在外加电压与内电场的共同作用下从贵金属端漂移至 N 型半导体。N 型半导体的电子因为空间电荷区的增大以及外加电场与内电场共同的影响无法穿过空间电荷区到达贵金属端，形成反向截止。

1.4 肖特基二极管特性

肖特基二极管(SBD)的主要参数有：IF(IO) 正向电流(A)、VRRM 反向耐压(V)、IFSM 峰值瞬态浪涌电流(A)、IF 测试电流(A)、VF 正向压降(V)、IR 反向漏电流(uA)。肖特基二极管属于低功耗、超高速的半导体器件。

1.肖特基二极管的正向压降比快恢复二极管正向压降低很多，所以自身功耗较小，效率高。

2.由于反向电荷恢复时间极短，所以适宜工作在高频状态下。

3.能耐受高浪涌电流。

4.以前的肖特基管反向耐压一般在200V以下，但现在最新技术可以做到高达1000V的产品，市场应用前景十分广阔。

5.目前市场上常见的肖特基管最高结温分100℃、125℃、150%、175℃几种（结温越高表示产品抗高温特性越好，即工作在此温度以下不会引起失效）。

6.反向漏电流比较大，所以没法做成高压的二极管。

1.5 肖特基二极管应用

肖特基二极管一般用在电源次级输出整流上面。作用还是整流，其优势是正向压降低，反向恢复时间快，所以整体损耗会比其他的二极管低很多。肖特基二极管被广泛应用于变频器、开关电源、驱动器等电路，作为低压、高频、大电流整流二极管、保护二极管、续流二极管等使用，肖特基二极管在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。

2. 快恢复二极管

2.1 概念

能够迅速由导通状态过渡到关断状态的 PN 结整流二极管，称为快恢复二极管。

快恢复二极管（简称FRD），是一种具有开关特性好、反向恢复时间短 特点的半导体二极管，工艺上多采用掺金措施，结构上有采用 PN 结型结构，有的采用改进的 PIN 结构 。其正向压降高于普通二极管（1-2V），反向耐压多在 1200V 以下，从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在 100 纳秒以下。 主要应用于开关电源、PWM 脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。

快恢复二极管的内部结构与普通 PN 结二极管不同，它属于 PIN 结型二极管，即在 P 型硅材料与 N 型硅材料中间增加了基区 I，构成 PIN 硅片。因基区很薄，其反向恢复电荷很小，所以快恢复二极管的反向恢复时间较短，正向压降较低，反向击穿电压较高。快恢复二极管有 0.8-1.1V 的正向导通压降，35-85ns 的反向恢复时间，在导通和截止之间迅速转换 ，提高了器件的使用频率并改善了波形。

2.2 特点

反向恢复时间 trr 的定义是：电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。

快速恢复二极管主要特点是这种二极管由导通转到截止所需要的时间非常短 ，这个时间称为反向恢复时间，反向恢复时间比较小的管子可明显降低开关时的功耗。此外还常常被用来产生快速上升的脉冲信号。高电平过渡到低电平，或者是从低电平过渡到高电平。

2.3 应用

快速恢复二极管是介于肖特基和普通二极管之间的，它既有肖特基二极管的导通压降低（没有肖特基低），速度快，又有比较高的耐压（肖特基一般耐压很低），快恢复主要用于频率较高的场合做整流，比如开关电源的二次整流，用于市电的整流，逆变电源中做整流元件 。快速恢复二极管的 PN 结较普通整流管要薄，在过瞬间大电流的能力较普通的为弱，尤其是在滤波电容过大的情况下，管子最大电流选择不当会在一瞬间烧毁快恢复的 PN 结。

3. 整流二极管

3.1 概念

整流二极管(rectifier diode)一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。通常它包含一个 PN 结，有正极和负极两个端子。其结构如下图所示。P 区的载流子是空穴，N 区的载流子是电子，在 P 区和 N 区间形成一定的位垒。外加电压使 P 区相对 N 区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为 0.7V ）,称为正向导通状态。若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压（从 25V 到 3000V），流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。

整流二极管具有明显的单向导电性。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到全波整流需连成整流桥使用。

3.2 整流二极管的常用参数

（1）最大平均整流电流IF：

指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由 PN 结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。例如 1N4000 系列二极管的 IF 为 1A。

（2）最高反向工作电压VR：

指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而 引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如 1N4001 的 VR 为 50V，1N4007 的 VR 为 1000V。

（3）最大反向电流IR：

它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。

（4）击穿电压VR：

指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。

（5）最高工作频率fm：

它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由 PN 结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过 fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如 1N400 0系列二极管的 fm 为 3kHz。

（6）反向恢复时间tre：

指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。

（7）零偏压电容CO：

指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其 参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在 25°C 时测得 1N5200 系列硅塑封整流二极管的 IR 小于 10uA，而在 100°C 时 IR 则变为小于 500uA。

3.3整流电路

二极管电路中整流二极管的应用最为普遍。所谓整流二极管就是专门用于电源电路中将交流电转换成单向脉动直流电的二极管 ，由整流二极管构成的电路称为二极管整流电路。

4. TVS二极管

4.1概念

又称为瞬态抑制二极管，是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS 能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

5. 续流二极管

5.1 概念

续流二极管由于在电路中起到续流的作用而得名，一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为“续流二极管”，它在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

5.2 作用

续流二极管经常和储能元件一起使用，防止电压电流突变，提供通路。电感可以经过它给负载提供持续的电流，以免负载电流突变，起到平滑电流的作用。在开关电源中，就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路续流二极管与变压器原边并联。当开关管关断时，续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量，防止感应电压过高，击穿开关管。可见“续流二极管”并不是一个实质的元件，它只不过在电路中起到的作用称做“续流”。

6. 防反接二极管

通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。

可以直接串接一个压降低的二极管（肖特基二极管）。

电路有很多二极管，你知道肖特基二极管作用吗？

肖特基二极管

肖特基二极管是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒二极管（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。

1.肖特基二极管的原理

肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A，B表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为B→A。但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A→B的漂移运动，从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，便形成了肖特基势垒。

典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅（SiO2）来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻，其掺杂浓度较H-层要高100%倍。在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数，N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒，如图所示。当在肖特基势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极，N型基片接电源负极）时，肖特基势垒层变窄，其内阻变小；反之，若在肖特基势垒两端加上反向偏压时，肖特基势垒层则变宽，其内阻变大。

综上所述，肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管，而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管，采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世，这不仅可节省贵金属，大幅度降低成本，还改善了参数的一致性。

2.肖特基二极管的优点:

SBD具有开关频率高和正向压降低等优点，但其反向击穿电压比较低，大多不高于60V，最高仅约100V，以致于限制了其应用范围。像在开关电源（SMPS）和功率因数校正（PFC）电路中功率开关器件的续流二极管、变压器次级用100V以上的高频整流二极管、RCD缓冲器电路中用600V～1.2kV的高速二极管以及PFC升压用600V二极管等，只有使用快速恢复外延二极管（FRED）和超快速恢复二极管（UFRD）。

UFRD的反向恢复时间Trr也在20ns以上，根本不能满足像空间站等领域用1MHz～3MHz的SMPS需要。即使是硬开关为100kHz的SMPS，由于UFRD的导通损耗和开关损耗均较大，壳温很高，需用较大的散热器，从而使SMPS体积和重量增加，不符合小型化和轻薄化的发展趋势。因此，发展100V以上的高压SBD，一直是人们研究的课题和关注的热点。近几年，SBD已取得了突破性的进展，150V和 200V的高压SBD已经上市，使用新型材料制作的超过1kV的SBD也研制成功，从而为其应用注入了新的生机与活力。

3.肖特基二极管的缺点:

肖特基二极管最大的缺点是其反向偏压较低及反向漏电流偏大，像使用硅及金属为材料的肖特基二极管，其反向偏压额定耐压最高只到50V，而反向漏电流值为正温度特性，容易随着温度升高而急速变大，实物设计上需注意其热失控的隐患。为了避免上述的问题，肖特基二极管实际使用时的反向偏压都会比其额定值小很多。不过肖特基二极管的技术也已有了进步，其反向偏压的额定值最大可以到200V。

4.肖特基二极管和普通二极管的区别:

肖特基二极管的最大特点是正向压降小，反向恢复时间短。肖特基二极管的开启电压低，电荷储存效应小，适于高频工作。同样的电流情况下，它的正向压降要比普通二极管小许多。还具有损耗小、噪声低、检波灵敏度高、稳定可靠等特点，在微波通信和雷达中用于混频、检波、调制、倍频以及超高速开关、低噪声放大等。

所以肖特基二极管与普通二极管最明显的区别有以下几点：

1、肖特基二极管正向导通压降比普通二极管低，所以低功耗。

2、肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短，所以工作频率更高。

3、肖特基二极管反向耐压比普通二极管低，一般低于200V。

4、肖特基二极管比普通的二极管通过的电流强。

5、肖特基二极管比普通二极管的结电容小。

6、肖特基二极管可以通过高频电流。

注：关注我的头条号:跟我学电脑 ， 可以获得2个好处.

1.免费下载学习培训资料与视频教程。

2.可以获取老师远程协助或经验分享，同时未来可以免费获取笔记本电路培训机会

相关问答

[最佳回答]肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称.SBD不是利用P型半导体与N型...

mbr5200是5v,200A的肖特基二极管。可以用任意的额定电路和电压相近的肖特基二极管来代替,比如MBR600100CT。肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命...

肖耐基二极管是发光二极管。肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD...

mur840是肖特基二极管。肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利...

[回答]2)由于SBD是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间,完全不同于PN结二...

要了解二极管的作用先了解二极管的种类,不同的二极管作用不同,下面我做了细分方便你了解。二极管有多种类型:按材料分,有锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管...

ss334是肖特基二极管材质。肖特基二极管是以其发明人肖特基博士命名的,SBD是肖特基势垒二极管的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制...

[回答]TH由于SBD是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间,完全不同于PN结二...

1、用快速恢复二极管可以代替肖特二极管。2、快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽...

LS型TTL电路,是一种集成电路芯片的制造工艺的名称。比单片机问世的早。L:是指“低功耗”。S:是指“肖特基”。肖特基博士(Schottky)发明了肖特基势垒二极...