二極管的特性和用途介紹！

　　二極管種類(lèi)有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。根據(jù)其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、隔離二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管、硅功率開(kāi)關(guān)二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。了解了二極管的種類(lèi)后，在來(lái)了解二極管的特性個(gè)用途。

　　二極管的特性

　　當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于pn結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。

　　正向特性(外界有正向電壓偏置時(shí))即二極管正向偏置時(shí)的電壓與電流的關(guān)系。二極管兩端加正向電壓較小時(shí)，正向電壓產(chǎn)生的外 電場(chǎng)不足以使多子形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的二極管實(shí)際上還沒(méi)有很好地導(dǎo)通，通常稱(chēng)為“死區(qū)”，二極管相當(dāng)于一個(gè)極大的電阻，正向電流很小。當(dāng)正向電壓超過(guò)一定值后，內(nèi)電場(chǎng)被大大削弱，多子在外電場(chǎng)的作用下形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流，正向電流隨正向電壓的增大迅速增大，二極管導(dǎo)通。該電壓稱(chēng)為門(mén)檻電壓(也稱(chēng)閾值電壓)，在室溫下，硅管的Vth約為0.5V，鍺管的Vth約為0.1V。

　　反向特性(外界有反向電壓偏置時(shí))即二極管反向偏置時(shí)的電壓與電流的關(guān)系。反向電壓加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散的阻礙，多子幾乎不能形成電流，但是少子在電場(chǎng)的作用下漂移，形成很小的漂移電流，且與反向電壓的大小基本無(wú)關(guān)。外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流I0，此時(shí)的反向電流稱(chēng)為反向飽和電流，二極管呈現(xiàn)很高的反向電阻，處于截止?fàn)顟B(tài)。

　　當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，pn結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱(chēng)為二極管的擊穿現(xiàn)象。

　　二極管的用途

　　1、包絡(luò)線檢測(cè)

　　電路結(jié)構(gòu)如下所示，設(shè)計(jì)要點(diǎn)是RC的時(shí)間常數(shù)需遠(yuǎn)大于載頻的周期，又要遠(yuǎn)小于調(diào)制信號(hào)的周期。

　　2、防反

　　在主回路中，串聯(lián)一個(gè)二極管，是利用二極管的單向?qū)щ姷奶匦?，?shí)現(xiàn)了最簡(jiǎn)單可靠的低成本防反接功能電路。這種低成本方案一般在小電流的場(chǎng)合，類(lèi)似小玩具等。

　　因?yàn)槎O管導(dǎo)通會(huì)有一個(gè)0.7V(硅管)的導(dǎo)通壓降，如果實(shí)際電流很大的話，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)熱損耗，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱。而且如果反接的電壓很大的話，超過(guò)反向截止電壓，也會(huì)擊穿二極管本身，導(dǎo)致二極管失效，起不到防反接的功能，從而不能起到保護(hù)后級(jí)電路的作用了。

　　3、電壓鉗位

　　在一些ADC檢測(cè)電路中會(huì)用兩個(gè)二極管進(jìn)行鉗位保護(hù)，原理很簡(jiǎn)單，0.7V為D1和D2的導(dǎo)通壓降，Vin進(jìn)來(lái)的電壓大于等于3.3V+0.7V時(shí)，D35導(dǎo)通，Vout會(huì)被鉗位在4V;Vin小于等于-0.7V時(shí)，Vout被鉗位在-0.7V左右。

　　4、整流

　　整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上稱(chēng)單向脈動(dòng)性直流電壓。

　　5、倍壓

　　電源負(fù)半周時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，電流從電源下端流出經(jīng)過(guò)D1, C1回到電源，因此電容C1右正左負(fù)，如下圖中紅色箭頭。電源正半周時(shí)，電容C1上的電壓疊加電源電壓，使二極管D2導(dǎo)通，二極管D1截止，電容C2上正下負(fù)，峰值電壓可達(dá)2倍電源的峰值電壓，即實(shí)現(xiàn)二倍壓。

　　6、穩(wěn)壓

　　具備穩(wěn)壓作用的二極管叫做穩(wěn)壓二極管，英文名稱(chēng)Zener diode，又叫齊納二極管。利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變。

　　7、檢波

　　峰值檢波電路是對(duì)輸入信號(hào)幅值的最大值進(jìn)行檢測(cè)，其工作原理是：當(dāng)輸入電壓幅度大于二極管正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓加在電容C1上，電容兩端充電完畢，當(dāng)輸入電壓幅值低于先前輸入電壓幅值時(shí)，二極管處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，電容兩端的電壓基本保持不變;若再輸入信號(hào)，輸入電壓幅度必須高于此時(shí)電容兩端的電壓(即加在二極管的正向電壓)，二極管才能導(dǎo)通。

　　8、續(xù)流

　　續(xù)流二極管都是并聯(lián)在線圈(感性元器件)的兩端，線圈在通過(guò)電流時(shí)，會(huì)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)把原件如三極管，等造成損壞。

　　續(xù)流二極管并聯(lián)在線兩端，當(dāng)流過(guò)線圈中的電流消失時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉，保護(hù)了電路中其他元件的安全。

　　又或者BUCK芯片電路中的續(xù)流二極管。