晶体二极管的分类.docx
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晶体二极管的分类
晶体二极管的分类
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。
***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（PINDiode）
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（AvalancheDiode）
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（TunnelDiode）
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（StepRecovaryDiode）
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（SchottkyBarrierDiode）
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。
不同种类二极管如何选用:
1．检波二极管的选用 检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，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。
2．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，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。
3．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。
4、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。
5、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。
三极管的检测方法与经验:
三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：
“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒，找基极
大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时，我们任取两个电极（如这两个电极为1、2），用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：
即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极（参看图1、图2不难理解它的道理）。
二、PN结，定管型
找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型（图1）。
将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。
三、顺箭头，偏转大
找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?
这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
（1）对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：
黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致（“顺箭头”），所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。
（2）对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：
黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c（参看图1、图3可知）。
四、测不出，动嘴巴
若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。
具体方法是：
在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住（或用舌头抵住）基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。
其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。
三极管基础知识及检测方法:
、晶体管基础
双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN结。
正向偏置的EB结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流IC。
在共发射极晶体管电路中,发射结在基极电路中正向偏置,其电压降很小。
绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。
由于VBE很小，所以基极电流约为IB=5V/50kΩ=0.1mA。
如果晶体管的共发射极电流放大系数β=IC/IB=100,集电极电流IC=β*IB=10mA。
在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。
金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。
当栅G电压VG增大时，p型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。
当表面达到反型时，电子积累层将在n+源区S和n+漏区D之间形成导电沟道。
当VDS≠0时，源漏电极之间有较大的电流IDS流过。
使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压VT。
当VGS>VT并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的VDS下也将产生不同的IDS,实现栅源电压VGS对源漏电流IDS的控制。
二、晶体管的命名方法
晶体管：
最常用的有三极管和二极管两种。
三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。
按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。
按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。
多数国产管用xxx表示，其中每一位都有特定含义：
如3AX31，第一位3代表三极管，2代表二极管。
第二位代表材料和极性。
A代表PNP型锗材料；B代表NPN型锗材料；C为PNP型硅材料；D为NPN型硅材料。
第三位表示用途，其中X代表低频小功率管；D代表低频大功率管；G代表高频小功率管；A代表高频大功率管。
最后面的数字是产品的序号，序号不同，各种指标略有差异。
注意，二极管同三极管第二位意义基本相同，而第三位则含义不同。
对于二极管来说，第三位的P代表检波管；W代表稳压管；Z代表整流管。
上面举的例子，具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。
对于进口的三极管来说，就各有不同，要在实际使用过程中注意积累资料。
常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列，欧洲的2Sx系列，在该系列中，第三位含义同国产管的第三位基本相同。
型号
材料与极性
Pcm（W）
Icm（mA）
BVcbo（V）
ft（MHz）
3DG6C
SI-NPN
0.1
20
45
>100
3DG7C
SI-NPN
0.5
100
>60
>100
3DG12C
SI-NPN
0.7
300
40
>300
3DG111
SI-NPN
0.4
100
>20
>100
3DG112
SI-NPN
0.4
100
60
>100
3DG130C
SI-NPN
0.8
300
60
150
3DG201C
SI-NPN
0.15
25
45
150
C9011
SI-NPN
0.4
30
50
150
C9012
SI-PNP
0.625
-500
-40
C9013
SI-NPN
0.625
500
40
C9014
SI-NPN
0.45
100
50
150
C9015
SI-PNP
0.45
-100
-50
100
C9016
SI-NPN
0.4
25
30
620
C9018
SI-NPN
0.4
50
30
1.1G
C8050
SI-NPN
1
1.5A
40
190
C8580
SI-PNP
1
-1.5A
-40
200
2N5551
SI-NPN
0.625
600
180
2N5401
SI-PNP
0.625
-600
160
100
2N4124
SI-NPN
0.625
200
30
300
选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。
（2）判别集电极
因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。
因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。
测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。
（2）电流放大系数β的估算
选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触），和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。
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