半导体器件中二极管的应用知识

在水的世界里，有单向阀，水流进去就流不出来了。而电子的世界里也有一个单向阀，它就是--二极管。一个由硅或锗构成的神秘器件，它能让电流只能从它的阳极（A）流进，阴极（K）流出。二极管在电路中使用字母D表示，二极管的一般应用我们只需考虑反向耐压、正向电流、压降、反向关断时间这四个关键参数即可。

常见二极管

普通二极管--因其反向恢复时间长，压降为1V左右，一般应用于低频电路，常用于小电流交流整流，或者感性负载关断保护以及限幅电路，常用系列是1n400X系列，大电流交流整流一般使用集成的桥式整流桥

普通二极管

普通二极管电路符号

整流桥

整流桥符号

快恢复二极管--快恢复二极管反向关断时间一般为（500nS~20nS），压降为1V左右，常用系列是RF系列，US系列以及HER系列以及开关二极管1n4148。一般应用于高频整流（比如开关变压器整流），或者加速开关管关断（开关二极管名字的由来），只要关断时间够小，都可以用来做开关二极管，电路符号和普通二极管符号一样。

快恢复二极管

1n4148

肖特基二极管--因其恢复时间非常小（5nS左右）以及正向压降只有0.5V左右，使其成为二极管中的佼佼者。但有所长必有所短，其反向耐压较低，一般应用于200V以下的电路中，因其压降小，所以常用于高效率低电压输出的场合，电路符号和普通二极管一样

肖特基二极管

稳压二极管--工作在反向击穿区，所以和普通二极管接法是相反的，未达到反向击穿电压（稳压值）时完全不导通，达到反向击电压后即完全导通。常用于稳压电路中，构成各类过压、欠压电路

稳压二极管

常用稳压二极管型号和稳压值

TVZ二极管--又称为瞬态抑制二极管，工作原理和稳压二极管一样，唯一不同的是它可以承受瞬间大电流（几百上千安培）而不损坏。从名字就可以知道是用来抑制瞬间大电压的，如图所示，Vin端正常输入时，其电压基本不变，保持在TVZ二极管击穿电压之下，电路正常工作，但Vin出问题时（比如雷击），其瞬态电压可能很高，此时TVZ二极管工作，保护后续电路

瞬态抑制二极管基本电路

瞬态抑制二极管

双向触发二极管--如果你仔细观察这种二极管，你会发现它和普通二极管不一样，它没有阴极标识，其实它和稳压二极管差不多，只是稳压二极管是单向稳压，而它是双向稳压罢了。也就是说不管你怎么接，它在两端电压达到反向击穿电压是都会导通，常见于可控硅调压电路中

双向触发二极管

电路符号

发光二极管--我们都知道，电是看不见的。而如果要表示电路的工作状态，我们就需要一些手段去反馈给我们能直观感受的东西，声、光这是两种最容易观察的状态。所以发光二极管就诞生了，它用以指示电路的某些状态。当然，既然能发出光，自然还能用来做照明，这一类用来照明的发光二极管称为LED，这里我们不去讨论它。光还可以传递信号，因为我们周边遍布可见光，而用可见光转递信号必然会造成信号失真。所以一类特殊的二极管就发明了，它们就是红外发射和接收二极管

指示用发光二极管

发光二极管符号

红外发射和接收二极管

上为发射管符号，下为接收管符号

双二极管--由两个二级管封装在一个外壳下的二极管，从上面的学习中我们知道，二极管是有正向压降的，而两个二极管并联可以得到一个更小的电压降，不用小看这个电压降哦，它和二极管的功耗（相同的散热下，功耗越高温度越高）有着密切的关系，假如某二极管压降1V，流过它的电流为1A，功耗P = V*I = 1*1 = 1W，如果我们使用两个1V压降的二极管并联可以得到0.5V的压降，功耗仅为0.5W

双二极管

电路符号

既然并联可以得到较小的压降，那直接用两个二极管并联就好了嘛，干嘛还制造双二极管？我想读者们心里肯定有这个疑问。其实这样做的原因有两个：

1.更小的尺寸

2.尽可能保持两个二极管的差异性

第一条我想你们肯定能理解，更小的尺寸就可以做更便携的设备了，就像手机一样，电路板密度越来越高。而第二条是因为，如果使用两个二极管，因为二极管的差异性，其压降是不一样的，压降高的那个二极管的功耗必然会更大（温度会更高），温度更高了其压降就会更高，这样就会造成温度一直升高，最后功耗全落在温度高的二极管上造成烧毁二极管；而双二极管就不一样了，它们是装在同一个外壳的，温度会相互影响，所以它们的压降会较平衡

注意！二极管封装（外形尺寸）众多，不能从单从外观分辨是那种二极管，只能通过数据手册查看，如在电路板上的只能通过电路反推或者丝印查看

二极管的单向导电性

如下图1，在Vin有输出时向电容充电，因为二极管的单向导电性，而充进电容的电在Vin无输出时不能流回Vin这一边，所以电容可以把这些能量储存起来供给后续电路。图2是去掉二极管的情况，因为不再有二极管限制电流方向，所以冲到电容里面的电会在Vin无输出时流回Vin端，而后续电路降将在Vin无输出时无法获取能量而不工作，这是二极管最重要的特性

图1有二极管

图2无二极管

审核编辑：郭婷