二極管的分類及參數(shù)

1、二極管的分類及參數(shù)一半導體二極管的分類 半導體二極管按其用途可分為： 普通二極管和特殊二極管。 普通二極管包括整流 二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關二極管、快速二極管等；特殊二極管包 括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等。二. 半導體二極管的主要參數(shù)1反向飽和漏電流 I R指在二極管兩端加入反向電壓時， 流過二極管的電流， 該電流與半導體材料 和溫度有關。在常溫下，硅管的 I R為納安（ 10-9A）級，鍺管的 I R為微安（ 10-6A） 級。2額定整流電流 I F指二極管長期運行時， 根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。 目前大功率整 流二極管的 I F 值可達 1000A

2、。3. 最大平均整流電流 I O在半波整流電路中， 流過負載電阻的平均整流電流的最大值。 這是設計時非 常重要的值。4. 最大浪涌電流 I FSM允許流過的過量的正向電流。 它不是正常電流， 而是瞬間電流， 這個值相當 大。5最大反向峰值電壓 VRM即使沒有反向電流， 只要不斷地提高反向電壓， 遲早會使二極管損壞。 這種 能加上的反向電壓， 不是瞬時電壓， 而是反復加上的正反向電壓。 因給整流器加 的是交流電壓，它的最大值是規(guī)定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的 VRM值可達幾千伏。6. 最大直流反向電壓 VR 上述最大反向峰值電壓是反復加上的峰值電

3、壓， VR是連續(xù)加直流電壓時的 值。用于直流電路，最大直流反向電壓對于確定允許值和上限值是很重要的 .7最高工作頻率 f M由于 PN結(jié)的結(jié)電容存在，當工作頻率超過某一值時，它的單向?qū)щ娦詫⒆?差。點接觸式二極管的 f M值較高，在 100MHz以上；整流二極管的 f M較低，一般 不高于幾千赫。8反向恢復時間 Trr當工作電壓從正向電壓變成反向電壓時， 二極管工作的理想情況是電流能瞬 時截止。實際上，一般要延遲一點點時間。決定電流截止延時的量，就是反向恢 復時間。雖然它直接影響二極管的開關速度， 但不一定說這個值小就好。 也即當 二極管由導通突然反向時，反向電流由很大衰減到接近 I R時所需

4、要的時間。大 功率開關管工作在高頻開關狀態(tài)時，此項指標至為重要。9. 最大功率 P二極管中有電流流過， 就會吸熱， 而使自身溫度升高。 最大功率 P為功率的 最大值。具體講就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流。 這個極限參數(shù)對穩(wěn) 壓二極管，可變電阻二極管顯得特別重要。三. 幾種常用二極管的特點1整流二極管整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型， 其特點是允許通過的電流比較大， 反向 擊穿電壓比較高， 但 PN結(jié)電容比較大， 一般廣泛應用于處理頻率不高的電路中。 例如整流電路、 嵌位電路、 保護電路等。 整流二極管在使用中主要考慮的問題是 最大整流電流和最高反向工作電壓應大于實際工作中的值。2快速二極

5、管快速二極管的工作原理與普通二極管是相同的， 但由于普通二極管工作在開 關狀態(tài)下的反向恢復時間較長，約 45ms，不能適應高頻開關電路的要求?？?速二極管主要應用于高頻整流電路、 高頻開關電源、 高頻阻容吸收電路、 逆變電 路等，其反向恢復時間可達 10ns?？焖俣O管主要包括快恢復二極管和肖特基 二極管?？旎謴投O管（簡稱 FRD）是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的 半導體二極管，主要應用于開關電源、 PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中， 作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。 快恢復二極管在制造上 采用摻金、 單純的擴散等工藝， 可獲得較高的開關速度， 同時也能得到較高

6、的耐 壓?？旎謴投O管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通 PN結(jié)二極管不同， 它屬于 PIN 結(jié)型二極管， 即在 P型硅材料與 N型硅材料中間增加了基區(qū) I ，構(gòu)成 PIN硅片。因基區(qū)很薄， 反向恢復電荷很小， 所以快恢復二極管的反向恢復時間較短， 正向壓降較低， 反 向擊穿電壓 （耐壓值）較高。目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中作整流元 件，高頻電路中的限幅、嵌位等。肖特基（ Schottky ）二極管也稱肖特基勢壘二極管（簡稱 SBD），是由金屬 與半導體接觸形成的勢壘層為基礎制成的二極管， 其主要特點是正向?qū)▔航敌?（約 0.45V ），反向恢復時間短和開關損耗小，是一種低功耗、超高速半導體器 件，廣

7、泛應用于開關電源、變頻器、驅(qū)動器等電路，作高頻、低壓、大電流整流 二極管、續(xù)流二極管、保護二極管使用，或在微波通信等電路中作整流二極管、 小信號檢波二極管使用。 肖特基二極管在結(jié)構(gòu)原理上與 PN結(jié)二極管有很大區(qū)別， 它的內(nèi)部是由陽極金屬（用鉬或鋁等材料制成的阻擋層）、二氧化硅（ SiO2）電 場消除材料、 N-外延層（砷材料）、 N 型硅基片、 N+陰極層及陰極金屬等構(gòu)成， 如圖所示。在 N型基片和陽極金屬之間形成肖特基勢壘。 當在肖特基勢壘兩端加 上正向偏壓（陽極金屬接電源正極， N 型基片接電源負極）時，肖特基勢壘層變 窄，其內(nèi)阻變??；反之，若在肖特基勢壘兩端加上反向偏壓時，肖特基勢壘層則

8、 變寬，其內(nèi)阻變大。肖特基二極管存在的問題是耐壓比較低， 反向漏電流比較大。 目前應用 在功率變換電路中的肖特基二極管的大體水平是耐壓在 150V 以下，平均電流在 100A以下，反向恢復時間在 1040ns。肖特基二極管應用在高頻低壓電路中， 是比較理想的。3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用 PN結(jié)反向擊穿特性所表現(xiàn)出的穩(wěn)壓性能制成的器件。穩(wěn) 壓二極管也稱齊納二極管或反向擊穿二極管， 在電路中起穩(wěn)定電壓作用。 它是利 用二極管被反向擊穿后， 在一定反向電流范圍內(nèi)反向電壓不隨反向電流變化這一 特點進行穩(wěn)壓的。 穩(wěn)壓二極管通常由硅半導體材料采用合金法或擴散法制成。 它 既具有普通二極管的單向?qū)щ娞匦裕?/p>

9、 又可工作于反向擊穿狀態(tài)。 在反向電壓較低 時，穩(wěn)壓二極管截止；當反向電壓達到一定數(shù)值時，反向電流突然增大，穩(wěn)壓二 極管進入擊穿區(qū)， 此時即使反向電流在很大范圍內(nèi)變化時， 穩(wěn)壓二極管兩端的反 向電壓也能保持基本不變。 但若反向電流增大到一定數(shù)值后， 穩(wěn)壓二極管則會被 徹底擊穿而損壞。穩(wěn)壓二極管根據(jù)其封裝形式、 電流容量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同可以分為多種類型。 穩(wěn)壓二極管根據(jù)其封裝形式可分為金屬外殼封裝穩(wěn)壓二極管、 玻璃封裝（簡稱玻 封）穩(wěn)壓二極管和塑料封裝（簡稱塑封）穩(wěn)壓二極管。塑封穩(wěn)壓二極管又分為有 引線型和表面封裝兩種類型。穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：穩(wěn)壓值 VZ 。指當流過穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)定值 時，穩(wěn)壓管兩端的壓降。電壓溫度系數(shù) 。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 VZ的溫度系數(shù)在 VZ 低于 4V時為負溫度系數(shù)值；當 VZ的值大于 7V 時，其溫度系數(shù)為正值；而 VZ的 值在 6V 左右時，其溫度系數(shù)近似為零。目前低溫度系數(shù)的穩(wěn)壓管是由兩只穩(wěn)壓 管反向串聯(lián)而成， 利用兩只穩(wěn)壓管處于正反向工作狀態(tài)時具有正、 負不同的溫度 系數(shù)，可得到很好的溫度補償。動態(tài)電阻 r Z。表示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣，一 般工作電流越大， r Z越小。允許功耗 PZ。由穩(wěn)壓管允許達到的溫升決定，小功 率穩(wěn)壓管的 PZ值為 1001000mW大, 功率的可達 50W。穩(wěn)定電流 I Z。測試穩(wěn)壓 管參數(shù)時所加的電流