半導(dǎo)體器件中二極管的應(yīng)用知識(shí)

在水的世界里，有單向閥，水流進(jìn)去就流不出來(lái)了。而電子的世界里也有一個(gè)單向閥，它就是--二極管。一個(gè)由硅或鍺構(gòu)成的神秘器件，它能讓電流只能從它的陽(yáng)極（A）流進(jìn)，陰極（K）流出。二極管在電路中使用字母D表示，二極管的一般應(yīng)用我們只需考慮反向耐壓、正向電流、壓降、反向關(guān)斷時(shí)間這四個(gè)關(guān)鍵參數(shù)即可。

常見(jiàn)二極管

普通二極管--因其反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，壓降為1V左右，一般應(yīng)用于低頻電路，常用于小電流交流整流，或者感性負(fù)載關(guān)斷保護(hù)以及限幅電路，常用系列是1n400X系列，大電流交流整流一般使用集成的橋式整流橋

普通二極管

普通二極管電路符號(hào)

整流橋

整流橋符號(hào)

快恢復(fù)二極管--快恢復(fù)二極管反向關(guān)斷時(shí)間一般為（500nS~20nS），壓降為1V左右，常用系列是RF系列，US系列以及HER系列以及開(kāi)關(guān)二極管1n4148。一般應(yīng)用于高頻整流（比如開(kāi)關(guān)變壓器整流），或者加速開(kāi)關(guān)管關(guān)斷（開(kāi)關(guān)二極管名字的由來(lái)），只要關(guān)斷時(shí)間夠小，都可以用來(lái)做開(kāi)關(guān)二極管，電路符號(hào)和普通二極管符號(hào)一樣。

快恢復(fù)二極管

1n4148

肖特基二極管--因其恢復(fù)時(shí)間非常?。?nS左右）以及正向壓降只有0.5V左右，使其成為二極管中的佼佼者。但有所長(zhǎng)必有所短，其反向耐壓較低，一般應(yīng)用于200V以下的電路中，因其壓降小，所以常用于高效率低電壓輸出的場(chǎng)合，電路符號(hào)和普通二極管一樣

肖特基二極管

穩(wěn)壓二極管--工作在反向擊穿區(qū)，所以和普通二極管接法是相反的，未達(dá)到反向擊穿電壓（穩(wěn)壓值）時(shí)完全不導(dǎo)通，達(dá)到反向擊電壓后即完全導(dǎo)通。常用于穩(wěn)壓電路中，構(gòu)成各類(lèi)過(guò)壓、欠壓電路

穩(wěn)壓二極管

常用穩(wěn)壓二極管型號(hào)和穩(wěn)壓值

TVZ二極管--又稱(chēng)為瞬態(tài)抑制二極管，工作原理和穩(wěn)壓二極管一樣，唯一不同的是它可以承受瞬間大電流（幾百上千安培）而不損壞。從名字就可以知道是用來(lái)抑制瞬間大電壓的，如圖所示，Vin端正常輸入時(shí)，其電壓基本不變，保持在TVZ二極管擊穿電壓之下，電路正常工作，但Vin出問(wèn)題時(shí)（比如雷擊），其瞬態(tài)電壓可能很高，此時(shí)TVZ二極管工作，保護(hù)后續(xù)電路

瞬態(tài)抑制二極管基本電路

瞬態(tài)抑制二極管

雙向觸發(fā)二極管--如果你仔細(xì)觀察這種二極管，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它和普通二極管不一樣，它沒(méi)有陰極標(biāo)識(shí)，其實(shí)它和穩(wěn)壓二極管差不多，只是穩(wěn)壓二極管是單向穩(wěn)壓，而它是雙向穩(wěn)壓罷了。也就是說(shuō)不管你怎么接，它在兩端電壓達(dá)到反向擊穿電壓是都會(huì)導(dǎo)通，常見(jiàn)于可控硅調(diào)壓電路中

雙向觸發(fā)二極管

電路符號(hào)

發(fā)光二極管--我們都知道，電是看不見(jiàn)的。而如果要表示電路的工作狀態(tài)，我們就需要一些手段去反饋給我們能直觀感受的東西，聲、光這是兩種最容易觀察的狀態(tài)。所以發(fā)光二極管就誕生了，它用以指示電路的某些狀態(tài)。當(dāng)然，既然能發(fā)出光，自然還能用來(lái)做照明，這一類(lèi)用來(lái)照明的發(fā)光二極管稱(chēng)為LED，這里我們不去討論它。光還可以傳遞信號(hào)，因?yàn)槲覀冎苓叡椴伎梢?jiàn)光，而用可見(jiàn)光轉(zhuǎn)遞信號(hào)必然會(huì)造成信號(hào)失真。所以一類(lèi)特殊的二極管就發(fā)明了，它們就是紅外發(fā)射和接收二極管

指示用發(fā)光二極管

發(fā)光二極管符號(hào)

紅外發(fā)射和接收二極管

上為發(fā)射管符號(hào)，下為接收管符號(hào)

雙二極管--由兩個(gè)二級(jí)管封裝在一個(gè)外殼下的二極管，從上面的學(xué)習(xí)中我們知道，二極管是有正向壓降的，而兩個(gè)二極管并聯(lián)可以得到一個(gè)更小的電壓降，不用小看這個(gè)電壓降哦，它和二極管的功耗（相同的散熱下，功耗越高溫度越高）有著密切的關(guān)系，假如某二極管壓降1V，流過(guò)它的電流為1A，功耗P = V*I = 1*1 = 1W，如果我們使用兩個(gè)1V壓降的二極管并聯(lián)可以得到0.5V的壓降，功耗僅為0.5W

雙二極管

電路符號(hào)

既然并聯(lián)可以得到較小的壓降，那直接用兩個(gè)二極管并聯(lián)就好了嘛，干嘛還制造雙二極管？我想讀者們心里肯定有這個(gè)疑問(wèn)。其實(shí)這樣做的原因有兩個(gè)：

1.更小的尺寸

2.盡可能保持兩個(gè)二極管的差異性

第一條我想你們肯定能理解，更小的尺寸就可以做更便攜的設(shè)備了，就像手機(jī)一樣，電路板密度越來(lái)越高。而第二條是因?yàn)?，如果使用兩個(gè)二極管，因?yàn)槎O管的差異性，其壓降是不一樣的，壓降高的那個(gè)二極管的功耗必然會(huì)更大（溫度會(huì)更高），溫度更高了其壓降就會(huì)更高，這樣就會(huì)造成溫度一直升高，最后功耗全落在溫度高的二極管上造成燒毀二極管；而雙二極管就不一樣了，它們是裝在同一個(gè)外殼的，溫度會(huì)相互影響，所以它們的壓降會(huì)較平衡

注意！二極管封裝（外形尺寸）眾多，不能從單從外觀分辨是那種二極管，只能通過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)查看，如在電路板上的只能通過(guò)電路反推或者絲印查看

二極管的單向?qū)щ娦?/p>

如下圖1，在Vin有輸出時(shí)向電容充電，因?yàn)槎O管的單向?qū)щ娦?，而充進(jìn)電容的電在Vin無(wú)輸出時(shí)不能流回Vin這一邊，所以電容可以把這些能量?jī)?chǔ)存起來(lái)供給后續(xù)電路。圖2是去掉二極管的情況，因?yàn)椴辉儆卸O管限制電流方向，所以沖到電容里面的電會(huì)在Vin無(wú)輸出時(shí)流回Vin端，而后續(xù)電路降將在Vin無(wú)輸出時(shí)無(wú)法獲取能量而不工作，這是二極管最重要的特性

圖1有二極管

圖2無(wú)二極管

審核編輯：郭婷