普通二極體是由一個PN結構成的半導體器件，即將一個PN結加一兩條電極引線做成管芯，並用管殼封裝而成。
基本介紹
- 中文名：普通二極體
- 外文名：Diode
- 別名：晶體二極體、LED
- 意思：一個方向傳送電流的電子零件
- 類型：發光二極體和不發光二極體
- 半導體材料分類：矽管或鍺管
- 管芯結構分類：點接觸型二極體、面接觸二極體、平面型二極體
- 管子用途分類：檢波二極體、整流二極體、阻尼二極體、開關二極體、續流二極體等
簡介,類型,特性,主要參數,型號,檢測,溫度特性,主要區別,方法一 ,方法二 ,
簡介
P型區的引出線稱為正極或陽極，N型區的引出線稱為負極或陰極，如圖1所示。普通二極體有矽管或鍺管兩種，它們的正嚮導通電壓（PN結電壓）差別較大，鍺管為0.2～0.3V，矽管為0.6～0.7V。
類型
點接觸型二極體
點接觸型二極體是由一根很細的金屬觸絲(如三價元素鋁)和一塊半導體(如鍺)的表面接觸，然後在正方向通過很大的瞬時電流，使觸絲和半導體牢固地熔接在一起，三價金屬與鍺結合構成PN結，並做出相應的電極引線，外加管殼密封而成。金屬絲為正極，半導體薄片為負極。
由於點接觸型二極體金屬絲很細，形成的PN結面積很小，所以極間電容很小，同時，也不能承受高的反向電壓和大的電流。這種類型的管子適於做高頻檢波和脈衝數字電路里的開關元件，也可用來作小電流整流。如2APl是點接觸型鍺二極體，最大整流電流為16mA，最高工作頻率為150MHz。
面接觸型二極體
面接觸二極體是利用擴散、多用合金及外延等摻雜方法，實現P型半導體和N型半導體直接接觸而形成PN結的。
面接觸二極體PN結的接觸面積大，可以通過較大的電流，適用於大電流整流電路或在脈衝數字電路中作開關管。因其結電容相對較大，故只能在較低的頻率下工作，在積體電路中可作電容用。如2CPl為面接觸型矽二極體，最大整流電流為40OmA，最高工作頻率只有3kHz。
特性
二極體的伏安特性曲線
半導體二極體最重要的特性是單嚮導電性。即當外加正向電壓時，它呈現的電阻（正向電阻）比較小，通過的電流比較大，當外加反向電壓時，它呈現的電阻（反向電阻）很大，通過的電流很小（通常可以忽略不計）。反映二極體的電流隨電壓變化的關係曲線，叫做二極體的伏安特性，如圖5所示。
（1）正向特性
當外加正向電壓時，隨著電壓U的逐漸增加，電流I也增加。但在開始的一段，由於外加電壓很低。外電場不能克服PN結的內電場，半導體中的多數載流子不能順利通過阻擋層，所以這時的正向電流極小（該段所對應的電壓稱為死區電壓，矽管的死區電壓約為0～0.5伏，鍺管的死區電壓約為0～0.2伏）。當外加電壓超過死區電壓以後，外電場強於PN結的內電場，多數載流子大量通過阻擋層，使正向電流隨電壓很快增長。
即：當V＞0，二極體處於正向特性區域。正向區又分為兩段：
當0＜V＜Vth時，正向電流為零，Vth稱為死區電壓或開啟電壓。
當V＞Vth時，開始出現正向電流，並按指數規律增長。
（2）反向特性
即：當V＜0時，二極體處於反向特性區域。反向區也分兩個區域：
當VBR＜V＜0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。
當V≥VBR時，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。
在反向區，矽二極體和鍺二極體的特性有所不同。矽二極體的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很小；鍺二極體的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。從擊穿的機理上看，矽二極體若|VBR|≥7 V時，主要是雪崩擊穿；若VBR≤4 V則主要是齊納擊穿，當在4 V～7 V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度係數點。
主要參數
半導體二極體的參數包括最大整流電流IF、反向擊穿電壓VBR、最大反向工作電壓VRM、反向電流IR、最高工作頻率fmax和結電容Cj等。幾個主要的參數介紹如下：
1、最大整流電流IF：是指管子長期運行時，允許通過的最大正向平均電流。因為電流通過PN結要引起管子發熱，電流太大，發熱量超過限度，就會使PN結燒壞。例如2APl最大整流電流為16mA。
2、反向擊穿電壓VBR：指管子反向擊穿時的電壓值。擊穿時，反向電流劇增，二極體的單嚮導電性被破壞，甚至因過熱而燒壞。一般手冊上給出的最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半，以確保管子安全運行。例如2APl最高反向工作電壓規定為2OV， 而反向擊穿電壓實際上大於40V。
3、反向電流IR：指管子末擊穿時的反向電流， 其值愈小，則管子的單嚮導電性愈好。由於溫度增加，反向電流會急劇增加，所以在使用二極體時要注意溫度的影響。
4、正向壓降VD：在規定的正向電流下，二極體的正向電壓降。小電流矽二極體的正向壓降在中等電流水平下，約0.6～0.8V；鍺二極體約0.2～0.3V。
5、動態電阻rd：反映了二極體正向特性曲線斜率的倒數。顯然，rd與工作電流的大小有關，即：rd=△VD/△ID。
6、極間電容CJ：二極體的極間電容包括勢壘電容和擴散電容，在高頻運用時必須考慮結電容的影響。二極體不同的工作狀態，其極間電容產生的影響效果也不同。
二極體的參數是正確使用二極體的依據，一般半導體器件手冊中都給出不同型號管子參數。使用時，應特別注意不要超過最大整流電流和最高反向工作電壓，否則將容易損壞管子。
型號
檢測
普通二極體（包括檢波二極體、整流二極體、阻尼二極體、開關二極體、續流二極體）是由一個PN結構成的半導體器件，具有單向導電特性。通過用萬用表檢測其正、反向電阻值，可以判別出二極體的電極，還可估測出二極體是否損壞。
（1）極性的判別
將萬用表置於R×100檔或R×1k檔，兩表筆分別接二極體的兩個電極，測出一個結果後，對調兩表筆，再測出一個結果。兩次測量的結果中，有一次測量出的阻值較大（為反向電阻），一次測量出的阻值較小（為正向電阻）。在阻值較小的一次測量中，黑表筆接的是二極體的正極，紅表筆接的是二極體的負極。
（2）單負導電性能的檢測及好壞的判斷
通常，鍺材料二極體的正向電阻值為1kΩ左右，反向電阻值為300左右。矽材料二極體的電阻值為5kΩ左右，反向電阻值為（無窮大）。正向電阻越小越好，反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊，說明二極體的單嚮導電特性越好。
若測得二極體的正、反向電阻值均接近0或阻值較小，則說明該二極體內部已擊穿短路或漏電損壞。若測得二極體的正、反向電阻值均為無窮大，則說明該二極體已開路損壞。
（3）反向擊穿電壓的檢測
二極體反向擊穿電壓（耐壓值）可以用電晶體直流參數測試表測量。其方法是：測量二極體時，應將測試表的“NPN/PNP”選擇鍵設定為NPN狀態，再將被測二極體的正極接測試表的“C”插孔內，負極插入測試表的“e”插孔，然後按下“V（BR）”鍵，測試表即可指示出二極體的反向擊穿電壓值。
也可用兆歐表和萬用表來測量二極體的反向擊穿電壓、測量時被測二極體的負極與兆歐表的正極相接，將二極體的正極與兆歐表的負極相連，同時用萬用表（置於合適的直流電壓檔）監測二極體兩端的電壓。如圖7所示，搖動兆歐表手柄（應由慢逐漸加快），待二極體兩端電壓穩定而不再上升時，此電壓值即是二極體的反向擊穿電壓。
溫度特性
溫度對二極體的性能有較大的影響，溫度升高時，反向電流將呈指數規律增加，如矽二極體溫度每增加8℃，反向電流將約增加一倍；鍺二極體溫度每增加12℃，反向電流大約增加一倍。另外，溫度升高時，二極體的正向壓降將減小，每增加1℃，正向壓降VD大約減小2 mV，即具有負的溫度係數。這些可以從圖01.13所示二極體
半導體二極體的溫度特性
主要區別
方法一
半導體穩壓二極體亦納二極體zener diode或電壓調整二極，簡稱穩壓管。穩壓管與半導體二極體都具有單嚮導電性質，僅僅靠觀察外形，有時很難加對差別。例如，2cw7外形很象小功率二極體，而2dw7外形又及電晶體相似。
第一，二極體一般在正向電壓下人作，穩壓管則在反向擊穿狀態下工作，二者用法不同；第二，普通二極體的反向擊穿電壓一般在 40V以上，高的可達幾百伏至上千伏，而且在伏安特性曲線反向擊穿的一段不陡，即反向擊穿電壓的範圍較大，動態電阻也比較大。對於穩壓管，當反向電壓超過其工作電壓Vz（亦稱齊納電壓或穩定電壓）時，反向電流將突然增大，而器件兩端的電壓基本保持恆定。對應的反向伏安特性曲線非常陡，動態電阻很小。穩壓管可用作穩壓器、電壓基準、過壓保護、電平轉換器等。本書用Dz符號表示穩壓管。
穩壓管分低壓、高壓兩種。低壓穩壓管的Vz值一般在40V以下，高壓穩壓管最高可達200V。過去國產穩壓管均採用金屬殼封裝，不僅體積大，而且價格高。近年來來全系列玻封存穩壓管大量問世，其優點是規格齊全（Vz=2.4～200V）、穩壓特性好、體積小巧（採用DO-35封裝，管徑φ2.0mm，長 4mm）、價格低廉。
根據二者反向擊穿電壓在數值上差異及穩定性，能區分標記不清楚穩壓管與一般二極體。採用兆歐表供應合適反向擊穿電壓，將被測管反向擊穿。選擇萬用表10vdc檔或50vdv檔測出反向擊穿電壓值，數值在40v對上是二極體，低於40v穩壓管。
這也有例外情況。例如2ap21反向擊穿電壓低於15v，2ap8反向擊穿電壓最小值為20v。此外，2dw130～2dw143型穩壓管vz值為50～200v，2cw362～2cw378vz值是43～200v對上均為標稱值。遇到這類情況也不難區分。同樣都按額定轉速搖兆歐表，由於二極體反向擊穿區域動態電阻較大，曲線不陡，因此電壓表指針擺動幅度就相比較大。而穩壓管rz很小，曲線很小，曲線很陡，錶針擺動很小。
案例：測量使用一僅僅型2ap5鍺二極體，按額定轉速搖兆歐表時，反向擊穿電壓在110～130v的間變化，錶針搖擺不穩手冊中規定反向擊穿電壓v(br)≥110v。另測一僅僅2cw136型穩壓管時錶針基本穩定，指在115v位置手冊中僅給出2dw136工作電壓範圍是100～120v，但蛤體到某僅僅穩壓管，其工作電壓基本為一確定值。
方法二
採用萬用表電阻檔也能區分穩壓管及半導體二極體。具體方法是，首先用r×1k檔測量使用正，反向電阻，確定被測管正，負極。然後將萬用表撥於r×10k檔，黑表筆接負極，紅表筆接正極，由表內9～15v疊層電池供應反向電壓。其中，電阻讀數較小是穩壓管，電阻為無窮大二極體。
注意事項內容： (1)此方法僅僅能測量使用反向擊電壓比r×10k檔電池電壓低穩壓管。
