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常見的九種二極管

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常見的九種二極管1、`普通二極管`2、`光電二極管（LED）`3、`變?nèi)荻?jí)管`4、`發(fā)光二極管`5、`恒流二極管`6、`快恢復(fù)二極管（FRD）`7、`肖特基二極管`8、`瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)`9、`齊納二極管（穩(wěn)壓）``PS：熱擊穿 & 齊納擊穿 & 雪崩擊穿``熱擊穿``齊納擊穿``雪崩擊穿``不同點(diǎn)``相同點(diǎn)`

`如果對(duì)你有幫助，點(diǎn)贊收藏一下唄！(??ω??)??`

? 本文來(lái)介紹以下常見的九種二極管

工作狀態(tài)： 正向偏置：普通（整流）二極管，恒流二極管，變?nèi)荻O管，發(fā)光二極管（LED），肖特基二極管，快恢復(fù)二極管（FRD） 反向偏執(zhí)：齊納（穩(wěn)壓）二極管，瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS），光電二極管（LED）

1、普通二極管

（有沒有好奇第九種二極管是哪個(gè)？嘿嘿(??ω?)?嘿 ） 電路符號(hào)：

硅二極管 主要應(yīng)用于整流電路、電壓穩(wěn)定器、電壓限制器、振蕩電路等。 正向壓降低、反向擊穿電壓高、溫度系數(shù)小。 正向壓降大約0.6~0.7V.

鍺二極管 適用于高頻放大電路、調(diào)制解調(diào)電路、檢波電路等。 正向壓降低、反向擊穿電壓低、溫度系數(shù)大。 正向壓降大約0.2~0.3V.

也稱為整流二極管，主要用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。 它們通常用于電源適配器和充電器中，以將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸出。 各項(xiàng)指標(biāo)都中規(guī)中矩，并且常用，廉價(jià)

應(yīng)用：主要用于整流，即將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。它們也用于信號(hào)的檢波和限幅等。 例如：硅整流器

整流應(yīng)用： 續(xù)流應(yīng)用：

2、光電二極管（LED）

電路符號(hào)： 也稱為光敏二極管，能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

原理：當(dāng)光線照射到光電二極管上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電流，常用于光傳感器和光隔離器中。

應(yīng)用：除了作為光源外，LED還用于光通信、光隔離、光耦合器以及各種顯示和指示燈。 例如：數(shù)字顯示器、交通信號(hào)燈。

3、變?nèi)荻?jí)管

電路符號(hào)： 又稱：可變電容二極管。 左邊為新電路符號(hào)，右邊為舊電路符號(hào)。

原理：它的電容量會(huì)隨著反向偏置電壓的變化而變化。

通過(guò)控制耗盡層的厚度來(lái)控制二極管結(jié)電容的大小

應(yīng)用：主要用于無(wú)線電調(diào)諧電路中，作為可變電容器使用，改變其反向偏置電壓可以改變其電容值。 例子：調(diào)頻收音機(jī)的調(diào)諧電路，手機(jī)等通訊設(shè)備。

4、發(fā)光二極管

電路符號(hào)：

不同顏色的發(fā)光二極管，壓降也不一樣

原理：可以將電能轉(zhuǎn)化成光能。 應(yīng)用：應(yīng)用于各種顯示設(shè)備。 如電視、電腦、手機(jī)的顯示屏。也用于指示燈和大型室外顯示屏。

5、恒流二極管

電路符號(hào)： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)： V-A特性曲線： 原理：恒流二極管具有正向壓降恒定的特性，可以用來(lái)維持通過(guò)它的電流恒定。 應(yīng)用：用于穩(wěn)定電流，確保電路中的電流保持恒定。 例如：電源供應(yīng)單元、LED驅(qū)動(dòng)電路，在需要電流限制的電路設(shè)計(jì)中，主要在LED驅(qū)動(dòng)器中用于維持恒定的電流輸出。

6、快恢復(fù)二極管（FRD）

電路符號(hào)：（與普通二極管一致） 原理： 快速恢復(fù)二極管 采用的是PIN結(jié)構(gòu) 通過(guò)人工擴(kuò)展PN結(jié)的勢(shì)壘區(qū) ，抑制了載流子擴(kuò)散，大幅降低結(jié)電容。 PIN結(jié)快恢復(fù)二極管有效作用區(qū)，是存在電場(chǎng)的 I型層（勢(shì)壘區(qū)） 電流：當(dāng)正向偏置時(shí)，P型 和 N型材料中的載流子（分別為空穴和電子）會(huì)注入到 I型層 ，形成電流

P型材料：富含空穴，是正電荷載流子。 N型材料：富含電子，是負(fù)電荷載流子。 I型材料（本征層）：摻雜程度相對(duì)較低，自由載流子數(shù)量較少。

在正向偏置時(shí)，P型和N型材料之間的電場(chǎng)驅(qū)使空穴和電子穿過(guò)I型層，形成電流。 當(dāng)反向偏置時(shí)，由于I型層的低摻雜特性，能快速清除掉存儲(chǔ)的載流子，使二極管迅速轉(zhuǎn)換為高阻態(tài)，減少了反向恢復(fù)時(shí)間。

PIN結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得二極管在 高頻應(yīng)用 中表現(xiàn)出色，允許電流快速通過(guò) 同時(shí)又 能在反向偏置時(shí)迅速切斷電流 對(duì)于需要快速開關(guān)的電路非常重要，減少了能量損耗并提高了效率。

應(yīng)用：用于高頻開關(guān)電路，具有快速的開關(guān)速度，應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM控制器等高頻操作的電子設(shè)備。 例如：逆變器，電源變換器，開關(guān)電源、變頻器。

快恢復(fù)二極管特性：（比較肖特基二極管） PIN結(jié)結(jié)構(gòu) 反向恢復(fù)時(shí)間MAX：100ns 反向耐壓高，1000V以上 擅長(zhǎng)領(lǐng)域：高頻，高壓

7、肖特基二極管

電路符號(hào)：

肖特基二極管在正向偏置時(shí)導(dǎo)通，以其低正向電壓降和快速開關(guān)特性而聞名。

原理： 知周所眾，給二極管加加反向電壓的瞬間是會(huì)有反向電流的 其恢復(fù)到電流截止時(shí)間稱為反向恢復(fù)時(shí)間 此時(shí)間內(nèi)存在的電流稱為反向恢復(fù)電流

` 在面對(duì)一個(gè)頻率50Hz的正負(fù)交替脈沖信號(hào) 周期T=1/50s = 20ms = 20000us，每個(gè)負(fù)脈沖長(zhǎng)達(dá)10000us，而其反向恢復(fù)時(shí)間僅為2us。 這期間，二極管雖經(jīng)歷從導(dǎo)通到關(guān)斷，但這一轉(zhuǎn)換時(shí)間幾乎可以忽略不計(jì)。因此，二極管能夠近乎完美地展現(xiàn)其單向?qū)щ娦浴?/p>

但是，如果外加的是高頻電壓，例如25wHz的正負(fù)交替脈沖信號(hào) 周期T=1/250000s = 4us，每個(gè)負(fù)脈沖為2us，而其反向恢復(fù)時(shí)間也是2us 此時(shí)，脈沖信號(hào)的正負(fù)半周都可以通過(guò)二極管，二極管就是去單向?qū)щ娦?/p>

由于這個(gè)缺陷，肖特基二極管應(yīng)運(yùn)而生，其反向恢復(fù)時(shí)間的達(dá)到10ns，即便在高頻信號(hào)下，肖特基二極管依舊能實(shí)現(xiàn)其單向?qū)щ娦?/p>

而且，肖特基二極管的管壓降也比普通二極管低

歸根到底，是肖特基二極管獨(dú)特的“金屬-N”結(jié)構(gòu)

“金屬-N”結(jié)構(gòu)，N型半導(dǎo)體的電子濃度高，金屬的電子濃度低，容易發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，在邊界處形成肖特基勢(shì)壘

反向恢復(fù)時(shí)間短： 1、肖特基內(nèi)部都是電子，故基本不存在擴(kuò)散現(xiàn)象； 2、在邊界處形成的肖特基勢(shì)壘很窄，導(dǎo)致勢(shì)壘小， 3、外加反向電壓時(shí)，可以很快的從導(dǎo)通到關(guān)斷

應(yīng)用：由于其低功耗，其低正向電壓降和快速開關(guān)特性，常用于高頻應(yīng)用和整流器。 例子：開關(guān)電源、振蕩器、整流器，太陽(yáng)能電池板，電源管理電路。CPU的供電電路。

利弊： 肖特基勢(shì)壘很窄，其優(yōu)點(diǎn)是使得反向回復(fù)時(shí)間很短 但是同樣也是一個(gè)致命的缺點(diǎn)，反向漏電流會(huì)比較大，而且反向耐壓性相對(duì)較低 為此可以對(duì)比快恢復(fù)二極管（FRD）

肖特基二極管特性：（比較快恢復(fù)二極管） “金屬-N”結(jié)結(jié)構(gòu) 反向恢復(fù)時(shí)間MAX：10ns 反向耐壓低，100V左右 擅長(zhǎng)領(lǐng)域：超高頻，低壓

8、瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)

電路符號(hào)： 原理：

平時(shí)正常輸入5V電壓時(shí)，TVS阻值非常大，高達(dá)幾百萬(wàn)歐姆！

此時(shí)TVS就相當(dāng)于開路！

當(dāng)有尖峰電壓時(shí)，TVS就只有0.5歐姆

此時(shí)TVS就相當(dāng)于短路，電壓尖峰的能量都通過(guò)TVS流向了負(fù)極，保護(hù)了后方電路

應(yīng)用：用于保護(hù)電路免受 瞬態(tài)過(guò)電壓 的損害，如 靜電放電 或 雷擊 。 例子：電子設(shè)備的保護(hù)電路。

9、齊納二極管（穩(wěn)壓）

電路符號(hào)： 原理：反向偏置下，電壓恒定，電流變化不影響對(duì)電壓的影響微小

應(yīng)用：用于提供穩(wěn)定的參考電壓，常用于電壓穩(wěn)定和電壓參考。 例子：穩(wěn)壓電路、電壓參考電路，在電子設(shè)備的過(guò)壓保護(hù)中。

可調(diào)電源應(yīng)用原理：

PS：熱擊穿 & 齊納擊穿 & 雪崩擊穿

熱擊穿

原理：熱擊穿是一種在半導(dǎo)體器件中發(fā)生的不可逆的損壞現(xiàn)象。當(dāng)半導(dǎo)體器件承受的電壓和流過(guò)的電流產(chǎn)生的功率超過(guò)器件允許的耗散功率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，器件無(wú)法有效散熱，導(dǎo)致溫度上升，最終破壞器件的PN結(jié)或材料結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在PN結(jié)二極管中，尤其是在反向偏置條件下。 特點(diǎn)：這是一種不可逆的過(guò)程，因?yàn)槠骷?nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)因高溫而損壞。

齊納擊穿

原理：在高反向電壓作用下，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，高電場(chǎng)會(huì)使電子獲得足夠的能量，從價(jià)帶直接躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)，從而導(dǎo)致電流急劇增加。這種擊穿通常在特定的反向電壓（齊納電壓）下發(fā)生，且一旦擊穿，即使增加反向電壓，導(dǎo)致電流急劇增加。 特點(diǎn)：通常發(fā)生在窄禁帶半導(dǎo)體中，如硅。是可逆的，只要反向電壓不超出最大值，器件不會(huì)損壞。 應(yīng)用：常用于齊納二極管，作為穩(wěn)壓元件，在固定電壓下提供穩(wěn)定的參考電壓。

雪崩擊穿

原理：高反向電壓作用下，電子和空穴在電場(chǎng)中加速，通過(guò)碰撞原子使價(jià)電子激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生次級(jí)電子-空穴對(duì)，導(dǎo)致電流急劇增加。 雪崩擊穿是這樣產(chǎn)生的：假設(shè)少數(shù)導(dǎo)帶電子從外部電源獲得足夠大的能量，從而加速它向二極管正極快速運(yùn)動(dòng)。在它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它碰撞一個(gè)原子并給予這個(gè)原子足夠的能量使得一個(gè)價(jià)電子進(jìn)人導(dǎo)帶。這時(shí)，就有兩個(gè)導(dǎo)帶電子。每個(gè)導(dǎo)帶電子又去碰撞原子，使得又有兩個(gè)價(jià)電子被撞入導(dǎo)帶。這時(shí)，就有4個(gè)導(dǎo)帶電子。接著，這4個(gè)導(dǎo)帶電子又撞擊4個(gè)價(jià)電子使它們進(jìn)人導(dǎo)帶。導(dǎo)帶電子這種快速的倍增稱為雪崩效應(yīng)，雪崩效應(yīng)使得反向電流急劇增大 特點(diǎn)：通常發(fā)生在寬禁帶半導(dǎo)體中，如實(shí)心半導(dǎo)體。是可逆的，但通常在比齊納擊穿更高的反向電壓下發(fā)生。 應(yīng)用：可用于雪崩二極管，用于高電壓應(yīng)用，如電壓調(diào)節(jié)和保護(hù)電路。

不同點(diǎn)

材料差異：齊納擊穿多發(fā)生在窄禁帶材料中，而雪崩擊穿多發(fā)生在寬禁帶材料中。電壓閾值：齊納擊穿發(fā)生在較低的反向電壓下，雪崩擊穿則在較高電壓下。溫度影響：熱擊穿與器件溫度有關(guān)，而齊納擊穿和雪崩擊穿主要與電壓有關(guān)?？赡嫘裕簾釗舸┩ǔＪ遣豢赡娴模R納擊穿和雪崩擊穿在一定條件下是可逆的。

相同點(diǎn)

電壓作用：三者都與反向電壓有關(guān)。電流急劇增加：在擊穿瞬間，電流都會(huì)急劇上升。

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