二级管的分类及特性
一、根据构造分类
半导体二极管主要是依靠PN结而工作的.与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内.包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:
1、点接触型二极管
点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的.因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路.但是,与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流.因为构造简单,所以价格便宜.对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用范围较广的类型.
2、键型二极管
键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的.其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间.与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加,但正向特性特别优良.多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于50mA).在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型.
3、合金型二极管
在N型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的.正向电压降小,适于大电流整流.因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流.
4、扩散型二极管
在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成P型,以此法PN结.因PN结正向电压降小,适用于大电流整流.最近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型.
5、台面型二极管
PN结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉.其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名.初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的.因此,又把这种台面型称为扩散台面型.对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多.
6、平面型二极管
在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,扩散P型杂质,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的PN结.因此,不需要为调整PN结面积的药品腐蚀作用.由于半导体表面被制作得平整,故而得名.并且,PN结合的表面,因被氧化膜覆盖,所以公认为是稳定性好和寿命长的类型.最初,对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的,故又把平面型称为外延平面型.对平面型二极管而言,似乎使用于大电流整流用的型号很少,而作小电流开关用的型号则很多.
7、合金扩散型二极管
它是合金型的一种.合金材料是容易被扩散的材料.把难以制作的材料通过巧妙地掺配杂质,就能与合金一起过扩散,以便在已经形成的PN结中获得杂质的恰当的浓度分布.此法适用于制造高灵敏度的变容二极管.
8、外延型二极管
用外延面长的过程制造PN结而形成的二极管.制造时需要非常高超的技术.因能随意地控制杂质的不同浓度的分布,故适宜于制造高灵敏度的变容二极管.
9、肖特基二极管
基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的接触面上,用已形成的肖特基来阻挡反向电压.肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异.其耐压程度只有40V左右.其特长是:开关速度非常快:反向恢复时间trr特别地短.因此,能制作开关二极和低压大电流整流二极管.
二、根据用途分类
1、检波用二极管
就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波.锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型.类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路.也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件.
2、整流用二极管
就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流.以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流.面结型,工作频率小于KHz,最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档.分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型.
3、限幅用二极管
大多数二极管能作为限幅使用.也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管.为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管.也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体.
4、调制用二极管
通常指的是环形调制专用的二极管.就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件.即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用.
5、混频用二极管
使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管.
6、放大用二极管
用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大.因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管.
7、开关用二极管
有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管.小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管.开关二极管的特长是开关速度快.而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管.2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高.
8、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.日本厂商方面也有其它许多叫法.通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化.因此,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、外延结合型、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.
9、频率倍增用二极管
对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增.频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率.阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显著地短.如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波.
10、稳压二极管
是代替稳压电子二极管的产品.被制作成为硅的扩散型或合金型.是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管.作为控制电压和标准电压使用而制作的.二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级.在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品.工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW型;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型.
11、PIN型二极管(PIN Diode)
这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管.PIN中的I是"本征"意义的英文略语.当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和"本征"层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变.在零偏置或直流反向偏置时,"本征"区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入"本征"区,而使"本征"区呈现出低阻抗状态.因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用.它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中.
12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode)
它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管.产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡.它常被应用于微波领域的振荡电路中.
13、江崎二极管 (Tunnel Diode)
它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管.其基底材料是砷化镓和锗.其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的).隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生.发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性.江崎二极管为双端子有源器件.其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷".江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中.
14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode)
它也是一种具有PN结的二极管.其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成"自助电场".由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个"存贮时间"后才能降至最小值(反向饱和电流值).阶跃恢复二极管的"自助电场"缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量.利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路.快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中.
15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode)
它是具有肖特基特性的"金属半导体结"的二极管.其正向起始电压较低.其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料.其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体.这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多.由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件.其工作频率可达100GHz.并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管.
16、阻尼二极管
具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用.
17、瞬变电压抑制二极管
TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类.
18、双基极二极管(单结晶体管)
两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点.
19、发光二极管
用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光.工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光.
三、根据特性分类
点接触型二极管,按正向和反向特性分类如下.
1、一般用点接触型二极管
这种二极管正如标题所说的那样,通常被使用于检波和整流电路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别坏的中间产品.如:SD34、SD46、1N34A等等属于这一类.
2、高反向耐压点接触型二极管
是最大峰值反向电压和最大直流反向电压很高的产品.使用于高压电路的检波和整流.这种型号的二极管一般正向特性不太好或一般.在点接触型锗二极管中,有SD38、1N38A、OA81等等.这种锗材料二极管,其耐压受到限制.要求更高时有硅合金和扩散型.
3、高反向电阻点接触型二极管
正向电压特性和一般用二极管相同.虽然其反方向耐压也是特别地高,但反向电流小,因此其特长是反向电阻高.使用于高输入电阻的电路和高阻负荷电阻的电路中,就锗材料高反向电阻型二极管而言,SD54、1N54A等等属于这类二极管.
4、高传导点接触型二极管
它与高反向电阻型相反.其反向特性尽管很差,但使正向电阻变得足够小.对高传导点接触型二极管而言,有SD56、1N56A等等.对高传导键型二极管而言,能够得到更优良的特性.这类二极管,在负荷电阻特别低的情况下,整流效率较高.
二级管的分类及特性
2009年11月06日 12:28 www.elecfans.com 作者：佚名 用户评论（0）
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