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1、1、二极管主要作为实现电路中各种不同电性功能的元件。因此，二极管的选型要关注以下特性: 耐压，温度范围，元件封装形式与尺寸；漏电流、ESR、散逸因数、阻抗/频率特性；二极管的寿命；实际需要、性能和成本等综合考量。2、不同种类二极管的选用检波二极管的选用检波二极管一般可选用点接触型错二极管，例如2AP系列等。选用时，应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。整流二极管的选用整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时，主要应考虑其最 大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流 二极管
2、，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电 流符合要求的整流二极管即可。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。开关稳压电源的整流电路及脉 冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、 EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。稳压二极管的选用稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。选用的稳 压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同， 稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。
3、开关二极管的选用开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频 脉冲整流电路等。中速开关电路和检波电路，可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用 RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。要根据应用电路的主要参数（例如正向电 流、最高反向电压、反向恢复时间等）来选择开关二极管的具体型号。变容二极管的选用选用变容二极管时，应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参 数是否符合应用电路的要求，应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。3、二极管的特点 3.1主要类型基本结构和原理晶体
4、二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建 有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差弓|起的扩散电流和自建电场弓|起的漂移 电流相等而处于电平衡状态。当夕卜界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的 扩散电流增加引起了正向电流。当夕卜界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定 反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外卜加的反向电压高到一定程度时，p-n结空 间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向 击穿电流，称为二极管的击穿
5、现象。汨极汨投汨嵌如点接触型 5 面接触型 (:d)百面型 岳)外形示意知常用二极管的符号、结构和外形示意图半导体二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由p区引出的电极称为阳极， N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向 阴极。二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和错管两种；按结构来分，有点接触型，面接触 型和硅平面型几种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种。上图是常用二极管的符号、结构及外形的示意图。二极管的符号如上图(a )所示。箭头表示正向电流 的方向。一般在二极管的管壳表面标有这个符号或
6、色点、色圈来表示二极管的极性，左边实心箭头的符号 是工程上常用的符号，右边的符号为新规定的符号。从工艺结构来看，点接触型二极管(一般为错管)如上图(b)其特点是结面积小，因此结电容小，允 许通过的电流也小，适用高频电路的检波或小电流的整流，也可用作数字电路里的开关元件；面接触型二 极管(一般为硅管)如上图(c)其特点是结面积大，结电容大，允许通过的电流较大，适用于低频整流；硅 平面型二极管如上图(d),结面积大的可用于大功率整流，结面积小的，适用于脉冲数字电路作开关管。 二极管生产工艺流程简述：1, 焊接：需要的设备有打引线机，装引线机，石墨盘，焊接炉2, 酸洗：酸洗机、点胶机、烘箱3, 成型
7、：注塑模具、烘箱、冲压模具4, 电镀：电镀槽、烘箱5, 引直6，测试包装：印字机、包装机或者一贯机3.1.1整流二极管将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管，它是面结合型的功率器件，因结电容大， 故工作频率低。通常，IF在1安以上的二极管采用金属壳封装，以利于散热；IF在1安以下的采用全塑 料封装(见下图)由于近代工艺技术不断提高，国外出现了不少较大功率的管子，也采用塑封形式。下图 为整流二极管结构：(b)塑料结构丫3.1.2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，能满 足高频和超高频应用的需要。开关二极管有接触型，平面型和扩散台
8、面型几种，一般IF 500毫安的硅开 关二极管，多采用全密封环氧树脂，陶瓷片状封装，如图下图所示，引脚较长的一端为正极。3.1.3稳压二极管稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，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，因为它能在电路中起稳压作用，故称为稳压二极管（简称 稳压管）其图形符号见下图。稳压管的伏安特性曲线如下图所示，当反 向电压达到Vz时，即使电压有一微小的增加，反向电流亦会猛增（反向击穿曲线很徒直）这时，二极管 处于击穿状态，如果把击穿电流限制在一定的范围内，管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。稳 压管的伏安特性如下图：3
9、.1.4 TVS 二极管TVS （ Transient Voltage Suppresser 瞬态电压抑制器）二极管和MLV（Multi-LayerVaristor，多层变阻器）等ESD保护器是近几年发展起来的一种固态 二极管，专门用于ESD保护。TVS二极管是和被保护电路并联的，当瞬态电压超过电路的正常工作电压 时，二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。由 于TVS二极管的结面积较大，使得它具有泄放瞬态大电流的优点，具有理想的保护作用。改进后的TVS 二极管还具有适应低压电路（5 V）的特点，且封装集成度高，适用于在印制电路板面积紧张的情况下使
10、 用。很低的箝位电压，经过多次ESD过程后不会劣化.这些特点决定了它有广泛的适用范围，尤其在高档便 携设备的接口电路中有很好的使用价值。由于TVS响应时间远小于1ns,能够迅速地将ESD故障电流放电 到接地端，而且其漏电流和结电容都很低，要测量其响应就要用快速脉冲发生器-TLP脉冲发生器。下图是 其测试的特性图。t MFrenPIAI必口$匚境-成Il瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件， 有的文献上也为TVP、AJTVS、SAJTVS等。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10-12秒量级的速
11、度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝 位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应时间 快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，目前已 广泛应用于计算机系统、通讯设备、电源、家用电器等各个领域。具体有以下三大特点：a、将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、 交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。b、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到 超过30ms的10
12、V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能 消除由总线之间开关所弓I起的干扰（Crosstalk）。c、将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。3.1.5肖特基二极管肖特基二极管也称肖特基势垒二极管（简称SBD ），是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成 的二极管，其主要特点是正向导通压降小（约0.45V ），反向恢复时间短和开关损耗小，是一种低功耗、 超高速半导体器件，广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路，作高频、低压、大电流整流二极管、 续流二极管、保护二极管使用，或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波
13、二极管使用。肖特基二 极管在结构原理上与PN结二极管有很大区别，它的内部是由阳极金属（用钼或铝等材料制成的阻挡层）、 二氧化硅（SiO2 ）电场消除材料、N-外延层（碑材料）、N型硅基片、N +阴极层及阴极金属等构成，如 下图所示。在N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。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。下图为肖特基二极管的结构：肖特基二极管存在的问题是耐压比较低，反向漏电流比较大。目前应用在功率变换电路中的肖特基二 极管的大体水平是耐压在150V
14、以下，平均电流在100A以下，反向恢复时间在10 40ns。肖特基二极管 应用在高频低压电路中，是比较理想的。3.1.6变容二极管用于自动频率控制（AFC）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。变容二极管是利用PN结的电容随外 加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛地用于参量放大器，电子调谐及倍频器等微波电路 中，变容二极管主要是通过结构设计及工艺等一系列途径来突出电容与电压的非线性关系，并提高Q值以 适合应用。通过施加反向电压，使其PN结的静电容量发生变化。因此，变容二极管被使用于自动频率控 制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、夕
15、卜 延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。 结电容随反向电压VR变化，取代可变电容，用作调谐回路、振荡电路、锁相环路，常用于电视机高频头 的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。变容二极管的结构与普通二极管相似，其符号如下图所示：* *3.1.7阶跃恢复二极管阶跃恢复二极管是一种特殊的变容管，也称作电荷储存二极管，简称阶跃管，它具有高度非线性的电 抗，应用于倍频器时代独有的特点，利用其反向恢复电流的快速突变中所包含的丰富谐波，可获得高效率 的高次倍频，它是微波领域中优良的倍频元件。阶跃管的特性是建立在PN结杂质的特殊分布上，和变容管相似，阶
16、跃管的符号如图9所示，它的直 流伏安特性与一般PN结构相同。阶跃恢复二极管的图形符号如下图所示：阶段管的特点是：当处于导通状态的二极管突然加上反向电压时，瞬间反向电流立即达到最值IR，并维持 一定的时间ts，接差又立即恢复到零，电流和时间的关系见下图所示：3.2特点各种类型二极管的结构不同决定了有各自不同的特点：整流二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电；限幅二极管正向压降基本保持不变，可以把信号幅度限制在一定范围内；检波二极管的检波特点，还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路；稳压二极管方向击穿电压恒定，且击穿后可恢复，可以实现稳压电路；肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，其频率响仅为RC时间常数限
