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1、二极管的作用介绍一. 半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。普通 二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快 速二极管等；特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、 触发二极管等。二. 半导体二极管的主要参数1. 反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与 半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的I为纳安（10-9A）级，锗R管的I为微安（10-6A）级。R2. 额定整流电流IF指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的 I 值可达 1000A。F3. 最大平均整流电流IO
2、在半波整流电路中，流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这 是设计时非常重要的值。4. 最大浪涌电流I允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。5. 最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管 损坏。这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反 向电压。 因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因 子。最大反向峰值电压 V 指为避免击穿所能加的最大反向电压。目RM前最高的 V 值可达几千伏。RM6. 最大直流反向电压 VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，V是连续加直流R电压时的值。用于直流电路，最大直流反
3、向电压对于确定允许值和上 限值是很重要的.7. 最高工作频率 fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向 导电性将变差。点接触式二极管的f值较高，在100MHz以上；整流M二极管的 f 较低，一般不高于几千赫。M8. 反向恢复时间 Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况 是电流能瞬时截止。实际上，一般要延迟一点点时间。决定电流截止 延时的量，就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度， 但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时，反向电 流由很大衰减到接近I时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开R关状态时，此项指标至为重要。9. 最大
4、功率 P二极管中有电流流过，就会吸热，而使自身温度升高。最大功率 P 为功率的最大值。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电 流。这个极限参数对稳压二极管，可变电阻二极管显得特别重要。三. 几种常用二极管的特点1整流二极管整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比 较大，反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于 处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整 流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作 电压应大于实际工作中的值。2快速二极管快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的，但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长，
5、约45ms,不能适应高 频开关电路的要求。快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等，其反向恢复时间可达10ns。 快速二极管主要包括快恢复二极管和肖特基二极管。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，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。 快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺，可 获得较高的开关速度，同时也能得到较高的耐压。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
6、了基区I，构成PIN硅片。因基区很薄， 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（耐压值）较高。目前快恢复二极管主要应用 在逆变电源中作整流元件，高频电路中的限幅、嵌位等。肖特基（Schottky）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、小信号检波二 极
7、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 （SiO ）电场消除材料、N-外延层（砷材料）、N型硅基片、N+阴极层2及阴极金属等构成，如图所示。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。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 以下，平均电流在100A以下
8、，反向恢复时间在1040ns。肖特基二 极管应用在高频低压电路中，是比较理想的。3稳压二极管稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成 的器件。稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起 稳定电压作用。它是利用二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围 内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。稳压二极管通常 由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成。它既具有普通二极管的单 向导电特性，又可工作于反向击穿状态。在反向电压较低时，稳压二 极管截止；当反向电压达到一定数值时，反向电流突然增大，稳压二 极管进入击穿区，此时即使反向电流在很大范围内变化时，稳压二极 管两端的反向电压
9、也能保持基本不变。但若反向电流增大到一定数值 后，稳压二极管则会被彻底击穿而损坏。稳压二极管根据其封装形式、电流容量、内部结构的不同可以分 为多种类型。稳压二极管根据其封装形式可分为金属外壳封装稳压二 极管、玻璃封装（简称玻封）稳压二极管和塑料封装（简称塑封）稳 压二极管。塑封稳压二极管又分为有引线型和表面封装两种类型。稳压管的主要参数有：稳压值V。指当流过稳压管的电流为某Z一规定值时，稳压管两端的压降。电压温度系数。稳压管的稳压值V的温度系数在V低于4V时为负温度系数值；当V的值大于7VZ Z Z时，其温度系数为正值；而V的值在6V左右时，其温度系数近似为Z零。目前低温度系数的稳压管是由两只
10、稳压管反向串联而成，利用两 只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数，可得到 很好的温度补偿。动态电阻r。表示稳压管稳压性能的优劣，一般Z工作电流越大，r越小。允许功耗P。由稳压管允许达到的温升决ZZ定,小功率稳压管的P值为1001000mW,大功率的可达50W。稳定Z电流I。测试稳压管参数时所加的电流。实际流过稳压管的电流低于ZI 时仍能稳压，但 r 较大。ZZ稳压管的最主要的用途是稳定电压。在要求精度不高、电流变化 范围不大的情况下，可选与需要的稳压值最为接近的稳压管直接同负 载并联。在稳压、稳流电源系统中一般作基准电源，也有在集成运放 中作为直流电平平移。其存在的缺点是噪声系数较高，稳定性较差。
