二极管简介

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目录

二极管简单介绍

A、一般整流二极管

B、高速整流二极管：

①FRD（Fast Recovery Diode:高速恢复二极管）

②HED（High Efficiency Diode:高速高效整流二极管）

③SBD（Schottky Barrier Diode:肖特基势垒二极管）

C、定压二极管（齐纳二极管）

二极管的基本特性

利用PN接合的少数载子的注入和扩散现象，只能一个方向（正向）上流通电流。如果在PN接合二极管的N型半导体加上负压、在P型半导体加上正电压，就可使电流流通。我们将该电流的流动方向叫做正向。如果外加正、负压与上述反方向的电压，则几乎不会流通电流。我们将该方向叫做反向。如果提高PN接合二极管的反向电压，则电流在某个电压值会急剧增加。我们将该电流叫做击穿电流。此时的电压值对电流而言基本上为定值。

二极管的特性曲线和图形记号、结构

下图表示二极管的特性曲线和图形记号、结构图。

A一般整流二极管

二极管在一般的应用上，有利用电流只在一个方向上流通的功能的交流电压主的整流电路。

典型的2µs 恢复时间

B1)高速恢复二极管（FRD：Fast Recovery Diode）

高速恢复二极管在结构上和一般整流二极管基本相同，但它是一种有白金、金等掺杂物质扩散在Si结晶中，增加了电子和空穴的再结合中心，关闭后少数载子会立刻被消灭的二极管。因此可以提高二极管的反向恢复特性（反向恢复时间：trr），实现高速动作。

开关时间120 to 500 ns

2）高效二极管（HED：High Efficiency Diode）

高效二极管比上述FRD速度更快，损失更低（正向电压较低），因此它使用外延晶圆，在利用导电调制效果（参考PIN二极管）来降低正向电阻的同时，通过追加重金属扩散，能在不损坏正向特性的情况下，提高反向恢复特性。HED用于比FRD更为高速的开关电路。

开关时间35—100纳秒

PN接合之间夹着本征半导体（I型），外加正向电压的话，P型半导体和N型半导体会向本征半导体注入很多空穴、以及相同密度度的电子，从而降低比电阻。这种现象叫“导电调制效果”。PIN二极管正向流通直流电流的话，在导电调制效果下会显示出较低的电阻值，但外加反向直流电压的话，I层的空乏层会扩大，结果会显示出非常小的电容值。利用这种特性，可作为高频带的开关与共振电路的频段开关和减衰器。

3）肖特基势垒二极管（SBD：Schottky Barrier Diode）

真空能量等级和传导带等级的能量的差（称为电子亲和力）是利用金属和半导体的不同，根据和PN接合不同的原理，通过改变外加电压的方向来控制电流开合的。它和利用少数载子扩散电流的PN接合不同，主要是利用多数载子的漂移电流，因此可以实现高速开关。肖特基势垒二极管和PN接合二极管相比反向电流较大，因此在高压下使用时容易发生热故障，使用时要非常小心。

开关时间10 ns 左右

C稳压二极管（齐纳二极管）

这是利用了PN接合的反向特性的二极管。用于基准电压源和浪涌电压的吸收。

结构、动作

如果将PN接合二极管的反向电压逐渐提升的话，PN接合部的电场会升高，某个电压点会产生较大的电流。齐纳二极管（也叫稳压二极管）正是积极利用了这种电压电流特性。这种电流开始急剧流动的现象就是由齐纳击穿，或者雪崩击穿引起的。齐纳击穿是由隧道效应引起的，由于强大的电场将束缚电子拉离了接合，成为自由电子，并形成了电流，因此该电压会保持负的温度系数。而所谓雪崩击穿，是空乏层的电场中被加速的电子、或者空穴的高能量赋予了束缚电子以能量，而成为自由电子的现象，这种新的电子也被加速，并让其他束缚电子成为自由电子的现象重复的结果，就是形成了较大的电流，该电压会保持正的温度系数。大约6V以下主要是齐纳击穿，而6V以上则主要是由雪崩击穿引起的。因此，大约在5V时温度系数为零。