二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方
向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子
式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”
功能。二极管普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断
(称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀
早期的二极管包含“猫须晶体("Cat's Whisker" Crystals)”以及真空管(英国称为“热游
离阀(Thermionic Valves)”)。现今普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。
二极管主要的特性是单向导电性,其伏安特性曲线。
⒈正向特性
当加在二极管两端的正向电压(P为正、N为负)很小时(锗管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),
管子不导通,处于“截止”状态,当正向电压超过一定数值后,管子才导通,电
二极管伏安特性曲线
二极管伏安特性曲线
压再稍微,电流急剧暗加(见曲线I段)。不同材料的二极管,起始电压不同,硅管为
0.5-0.7伏左右,锗管为0.1-0.3左右。
⒉反向特性
二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变
,这时的电流称为反向饱和电流(见曲线Ⅱ段)。不同材料的二极管,反向电流大小不同,硅
管约为1微安到几十微安,锗管则可高达数百微安,另外,反向电流受温度变化的影响很大,
锗管的稳定性比硅管差。
⒊击穿特性
当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧,这种现象称为反向击穿。这时的反向电压
称为反向击穿电压,不同结构、工艺和材料制成的管子,其反向击穿电压值差异很大,可由1
伏到几百伏,甚达数千伏。
⒋频率特性
由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电
性,不能工作,PN结面积越大,结电容也越大,越不能在高频情况下工作。
反向性
外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。
由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极
管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱
和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数
目增加,反向饱和电流也随之增加
反向击穿
齐纳击穿
反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很
小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空
穴对,致使电流急剧,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不
容易产生齐纳击穿。
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