半导体二极管基本知识
二极管的基本知识点总结
二极管的基本知识点总结一、基本概念1. 什么是二极管二极管是一种由半导体材料制成的电子器件，它由P型半导体和N型半导体组成。
二极管具有正向导通和反向截止的特性，可以用来控制电流的流动。
2. 二极管的符号二极管的符号是一个三角形和一个带箭头的直线组成的图形，三角形代表P型半导体，箭头代表电流方向，直线代表N型半导体。
3. 二极管的工作原理二极管的工作原理主要基于PN结的特性。
当二极管处于正向偏置状态时，电子从N区域向P区域流动，空穴从P区域向N区域流动，形成电流，使二极管导通；当二极管处于反向偏置状态时，电子和空穴被PN结内的电场阻挡，导致电流无法通过，使二极管截止。
二、结构和特性1. 二极管的结构二极管的结构一般由P型半导体和N型半导体组成，通过扩散、合金和外加金属等工艺加工而成。
二极管的外部通常包裹着玻璃或者塑料等绝缘材料。
2. 二极管的特性二极管具有正向导通和反向截止的特性。
在正向导通状态下，二极管具有低电阻，可以导通电流；在反向截止状态下，二极管具有高电阻，不能导通电流。
3. 二极管的电压-电流特性曲线二极管的电压-电流特性曲线是指在正向偏置和反向偏置时，二极管的电压和电流之间的关系曲线。
在正向偏置状态下，二极管的电压随着电流增大而增大；在反向偏置状态下，二极管的电压非常小，电流也非常小。
三、分类和参数1. 二极管的分类根据不同的工作原理和性能要求，二极管可以分为普通二极管、肖特基二极管、肖特基二极管和肖特基二极管等多种类型。
2. 二极管的参数二极管的主要参数包括最大反向工作电压、最大正向工作电流、漏电流、正向压降、反向击穿电压等。
3. 二极管的选择在实际电路设计中，需要根据具体的要求和条件来选择适合的二极管。
例如，对于开关电路，一般会选择反向恢复二极管；对于高频电路，需要选择高频二极管。
四、应用领域1. 电源和稳压器二极管可以作为整流器，将交流电转换为直流电；也可以作为稳压二极管，用来稳定电压。
二极管知识总结
二极管知识总结二极管是一种半导体器件，具有单向导电性，广泛应用于电子电路中。
下面对二极管的知识进行总结。
一、二极管的基本结构二极管由P型半导体和N型半导体组成，其中P型半导体的掺杂浓度高于N型半导体。
二者通过PN结相接，形成二极管的基本结构。
PN 结的两端分别为阳极和阴极，阳极对应P型半导体，阴极对应N型半导体。
二、二极管的工作原理当二极管的阳极施加正电压，阴极施加负电压时，PN结会被正向偏置，电子从N型半导体向P型半导体流动，形成电流。
此时，二极管处于导通状态。
反之，当阳极施加负电压，阴极施加正电压时，PN结会被反向偏置，电子无法通过，此时二极管处于截止状态。
三、二极管的特性曲线二极管的特性曲线是描述二极管电流与电压关系的曲线。
在正向偏置时，二极管的电流与电压呈线性关系，即符合欧姆定律。
在反向偏置时，二极管的电流极小，几乎为零。
当反向电压达到一定值时，PN结会发生击穿，电流急剧增加，此时二极管处于击穿状态。
四、二极管的应用1.整流器：利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电。
2.稳压器：利用二极管的反向击穿特性，将电压稳定在一定范围内。
3.信号检测器：利用二极管的非线性特性，将信号转换为直流电。
4.发光二极管：利用二极管的发光特性，制成发光二极管，用于指示灯、显示屏等。
五、二极管的分类1.硅二极管：具有较高的工作温度和反向击穿电压，广泛应用于电子电路中。
2.锗二极管：具有较低的工作温度和反向击穿电压，逐渐被硅二极管所取代。
3.肖特基二极管：由金属和半导体组成，具有快速开关速度和低噪声等优点，适用于高频电路。
六、二极管的参数1.正向电压降：指二极管在正向偏置时的电压降，一般为0.7V。
2.反向击穿电压：指二极管在反向偏置时的最大电压，超过该电压会导致PN结击穿。
3.最大正向电流：指二极管在正向偏置时的最大电流，超过该电流会导致二极管损坏。
以上是对二极管知识的总结，二极管作为电子电路中常用的器件，具有广泛的应用前景。
半导体器件的基础知识
向电压—V（BR）CBO。 当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最高反
向电压—V（BR）EBO。
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28
1.2 半导体三极管
③ 集电极最大允许耗散功率 PCM 在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时， 集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。
三极管应工作在三极 管最大损耗曲线图中的安 全工作区。三极管最大损 耗曲线如图所示。
热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使 PN 结烧 坏，称为热击穿。
结电容：PN 结存在着电容，该电容为 PN 结的结电容。
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5
1.1 半导体二极管
1.1.3 半导体二极管
1．半导体二极管的结构和符号 利用 PN 结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器 件 —— 半导体二极管。 电路符号如图所示。
将两个 NPN 管接入判断 三极管 C 脚和 E 脚的测试电 路，如图所示，万用表显示阻
值小的管子的 值大。
4．判断三极管 ICEO 的大小 以 NPN 型为例，用万用 表测试 C、E 间的阻值，阻值 越大，表示 ICEO 越小。
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33
1.2 半导体三极管
1.2.6 片状三极管
1．片状三极管的封装 小功率三极管：额定功率在 100 mW ~ 200 mW 的小功率 三极管，一般采用 SOT-23形式封装。如图所示。
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21
1.2 半导体三极管
由图可见： （1）当 V CE ≥ 1 V 时，特性曲线基本重合。 （2）当 VBE 很小时，IB 等于零，三极管处于截止状态。
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22
1.2 半导体三极管
（3）当 VBE 大于门槛电压（硅管约 0.5 V，锗管约 0.2 V） 时，IB 逐渐增大，三极管开始导通。
半导体二极管—半导体的基本知识(电工电子课件)
半导体中存在着两种载流子：带负电的自由电子和带正电的空 穴。本征半导体中, 自由电子与空穴是同时成对产生的, 因此, 它们的浓度是相等的。我们用n和p分别表示电子和空穴的浓度
ni=pi 下标i表示为本征半导体
载流子的产生与复合
价电子在热运动中获得能量产生了电子-空穴对。同 时自由电子在运动过程中失去能量, 与空穴相遇, 使电子、 空穴对消失, 这种现象称为复合。在一定温度下, 载流子 的产生过程和复合过程是相对平衡的, 载流子的浓度是一 定的。
本征激发
＋4
＋4
＋4
空穴
自由 电子
＋4
＋4
＋4
＋4
＋4
＋4
E
＋4
＋4
＋4
空穴
自由 电子
＋4
＋4
＋4
＋4
＋4
＋4
空穴移动产生电流 代表束缚电子移动产生电流
结论：
由此可见,在本征半导体中，共价键或束缚电子移动产 生电流的根本原因是由于空穴而引起的。我们可以将空 穴看成一个带正电荷的粒子，在外加电场作用下，它可 以自由的移动， 移动的方向和电流的方向相同。所以 空穴也是一种载流子
受主原子
空穴
由于三价杂质原子容易吸收电子，故称为受主原子。 P型半导体中，空穴称为多数载流子，自由电子称为少数 载流子。
P型半导体特点 P型半导体中空穴是多数载流子，主要由掺杂形 成； 电子是少数载流子，由热激发形成。
半导体仍呈电中性
4.载流子的漂移与扩散 1）漂移
由于电场作用而导致载流子的运动称为漂移
本征半导体中掺入某种微量元 素（杂质）后，它的导电能力 增强，利用该特性可形成杂质 半导体
二极管基础必学知识点
二极管基础必学知识点以下是学习二极管基础知识时必须了解的几个重要概念和知识点：1. 二极管的结构：二极管是一种由P型半导体和N型半导体组成的器件。
P型半导体具有正电荷载流子（空穴），N型半导体具有负电荷载流子（电子）。
2. PN结：当P型半导体与N型半导体通过直接接触形成结构时，形成的结构称为PN结。
在PN结中，P型半导体的载流子与N型半导体的载流子会发生扩散，形成一个电场区域，使得P型区域形成一个正电荷区（P区），N型区域形成一个负电荷区（N区）。
3. 二极管的正向偏置和反向偏置：当二极管的P区连接正电压而N区连接负电压时，电场区域会扩大，电子会从N区向P区运动，形成电流。
这种情况下，二极管处于正向偏置状态。
反之，当P区连接负电压而N区连接正电压时，电子会从P区向N区运动，不会形成电流。
这种情况下，二极管处于反向偏置状态。
4. 二极管的导通和截止状态：在正向偏置下，二极管的P区和N区之间的电场有效扩展，形成了一个导电通道。
此时二极管处于导通状态，可以通过电流。
在反向偏置下，电场区域不会扩大，电流无法通过二极管，此时二极管处于截止状态。
5. 二极管的正向电压降和反向电流：在正向偏置状态下，二极管上会出现一个正向电压降（一般约为0.7V），称为正向压降。
反向偏置状态下，只有很小的漏电流（反向漏电流）能够通过二极管。
6. 二极管的应用：由于二极管具有只允许电流单向通过的特性，因此可以用于整流电路，将交流电信号转换为直流电信号。
此外，还可以用于电压稳压器、开关、逻辑门等电路中。
以上是学习二极管基础知识时必须了解的几个重要概念和知识点。
在深入学习二极管原理和应用时，还需要了解二极管的特性曲线、温度对二极管的影响、二极管的灵敏度等内容。
半导体二极管
半导体二极管二极管是由一个PN结、电极引线以及外壳封装构成的。
二极管的最大特点是：单向导电性。
其主要包括：稳压、整流、检波、开关、光/电转换等。
1.二极管的分类（1）按材料来分，可分为：硅二极管、锗二极管。
（2）按结构来分，可分为：点接触型二极管、面接触型二极管。
（3）按用途来分，可分为：稳压二极管、整流二极管、检波二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管等。
图1 常用二极管的外形和电路符号2.二极管性能的检测（1）外观判别二极管的极性二极管的正、负极性一般都标注在其外壳上。
有时会将二极管的图形直接画在其外壳上如图2（a）示。
对于二极管引线是轴向引出的，则会在其外壳上标出色环(色点)，有色环(色点)的一端为二极管的负极端，如图2（b）所示。
若二极管引线是同向引出，其判断如图2（c）所示。
若二极管是透明玻瑞壳，则可直接看出极性，即二极管内部连触丝的一端为正极。
图2根据判断外观二极管极性（2）万用表检测二极管的极性与好坏检测原理：根据二极管的单向导电性这一特点，性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。
若相差不多，说明二极管的性能不好或已经损坏。
测量时，选用万用表的“欧姆”档。
一般用Rx100或Rx lk档。
而不用Rx1或Rx10k 档。
因为Rx l档的电流太大，容易烧坏二极管。
Rx l0k档的内电源电压太大，易击穿二极管。
测量方法：将两表棒分别接在二极管的两个电极上，读出测量的阻值；然后将表棒对换，再测量一次。
记下第二次阻值。
若两次阻值相差很大，说明该二极管性能良好；并根据测.量电阻小的那次的表棒接法(称之为正向连接)，判断出与黑表棒连接的是二极管的正极。
与红表榜连接的是二极管的负极。
因为万用表的内电源的正极与万用表的“—”插孔连通，内电源的负极与万用表的“+”插孔连通。
如采两次测量的阻值都很小，说明二极管己经击穿；如果两次测量的阻值都很大，说明二极管内部己经断路；两次测量的阻值相差不大，说明悦极管性能欠佳。
(二极管及其应用)
t t
u2负半周时： D2、D4 导通， D1 、D3截止
+
220V u1
+
D4
u2 3
+ D3
2
4
D1
1
D2
+
+
RL u L
-
+
u2
t
uL
t
（3）主要参数：
输出电压平均值：Uo=0.9u2 输出电流平均值:Io= Uo/Ro=0.9 u2 / RL
（4） 最高工作频率
是二极管工作fM的上限频率。它主要由PN结的结电
f
容大小决定。信号频率超过此值时，二极管的单向导电 M性将变差。应该指出，由于制造工艺的限制，即使是同
一型号的器件，其参数的离散性也很大，因此，手册上
常常给出参数的范围。另一方面，器件手册上给出的参
数是在一定测试条件下测得的，若条件改变，相应的参 数值也会变化。
内电场 E
EW
R
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R
P
空间电 荷区
N
在一定的温度－ 下－ － －
++ ++
，由本征激发产－生的－ － －
++ ++
少子浓度是一定的， 故IR基本上与外－加反－ － －
本征激发
+4 空穴 +4
+4
+4
+4 +4
+4
+4
自由电子
半导体二极管
半导体二极管的应用
半导体二极管的应用
半导体二极管具有广 泛的应用，以下是几
个主要应用领域
半导体二极管的应用
整流：利用二极管的单向导电性，可以将 交流电转换为直流电。这是二极管最基本 的用途之一
检波：在无线电接收机中，二极管可以用 来检波，从复杂的信号中提取出所需要的 音频信号
限幅：在电路中，二极管可以用来限制电 流的幅度，防止电流过大导致电路损坏
电容-电感法：在二极管电路中，利用电 容和电感的充放电特性，可以检测二极 管的性能
晶体管测试仪：专业的晶体管测试仪可 以更全面地检测二极管的各项性能指标
二极管的检测与维护
二极管的维护
避免过电压：过电压可能会损坏二极管，应确保二极管两端的电压在规定范围内 避免过电流：过电流可能会导致二极管发热甚至烧毁，应确保流过二极管的电流不超 过额定值 注意工作环境：高温、高湿、腐蚀性气体等恶劣环境可能会影响二极管的性能和寿命 ，应尽量改善工作环境 定期检查：定期检查二极管的工作状态，如有异常应及时处理 更换操作规范：更换二极管时，应选用同型号、同规格的产品，并遵循安装规范进行 操作 存储与运输：二极管应存储在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中，运输过程中应避 免剧烈震动和冲击
二极管的检测与维护
二极管故障分析
断路故障：可能原因包括焊接不良、引线断裂等。 这种故障会导致电路不导通，解决方法是重新焊接 或更换引线
短路故障：可能原因包括二极管反接、性能不良等 。这种故障会导致电路短路或漏电，解决方法是找 出反接的二极管并纠正，或更换性能不良的二极管
参数变化故障：长期工作或环境变化可能导致二极 管的参数发生变化，如正向压降、反向电阻等。这 种故障可能导致电路性能下降或失效，解决方法是 定期检测和更换二极管
半导体二极管的基本知识教案
半导体二极管的基本知识教案教案主题：半导体二极管的基本知识教学目标：1.了解半导体二极管的基本结构和工作原理；2.掌握二极管的正向导通和反向截止的条件和特点；3.理解二极管的特性曲线和特殊用途。
教学内容：一、半导体二极管的基本结构和工作原理（200字）1.半导体材料的基本原理；2.半导体二极管的结构组成；3.P-N结的形成和特点；4.二极管的工作原理。
二、二极管的正向导通和反向截止条件和特点（400字）1.正向偏置的条件和特点；2.正向截止的条件和特点；3.反向偏置的条件和特点；4.反向击穿的条件和特点。
三、二极管的特性曲线（300字）1.静态特性曲线的形状和解读；2.动态特性曲线的形状和解读；3.特殊二极管的特性曲线解读。
四、二极管的应用（300字）1.整流二极管的应用；2.稳压二极管的应用；3.发光二级管的应用；4.激光二级管的应用；5.双极型晶体管的应用。
教学过程：一、导入（100字）1.通过展示实际应用中常见的二极管图标引起学生兴趣；2.提问：你了解二极管吗？你知道它有什么作用吗？二、引入新知（400字）1.介绍半导体材料的基本知识，引出半导体二极管的概念；2.讲解半导体二极管的结构组成和工作原理；3.演示实验：用示波器观察二极管的导通和截止过程。
三、学习重点（300字）1.引导学生理解正向导通和反向截止的条件和特点；2.演示实验：观察不同偏置条件下二极管的特性曲线。
四、拓展应用（300字）1.介绍不同类型的二极管的特点和应用；2.分组讨论：学生选择一个特殊二极管进行详细解读。
五、巩固练习（200字）1.课堂练习：选择题和解答题；2.讲解答案，提醒学生注意知识点。
六、总结与评价（100字）1.总结课堂内容，强调重点；2.鼓励学生将所学知识应用到实际问题中。
教学方法：讲授、演示、实验、讨论、练习教学辅助工具：白板、投影仪、示波器、二极管模块、试卷布置作业：让学生自主选择一个二极管的应用领域，撰写一篇短文介绍该应用领域及二极管的作用。
半导体二极管基础知识解读
第一章 半导体二极管
3. 反向饱和电流IS 在室温下，二极管未击穿时的反向电流值称为反向饱和电 流。该电流越小，管子的单向导电性能就越好。由于温度升高， 反向电流会急剧增加，因而在使用二极管时要注意环境温度的 影响。 二极管的参数是正确使用二极管的依据，一般半导体器件 手册中都给出不同型号管子的参数。在使用时，应特别注意不 要超过最大整流电流和最高反向工作电压，否则管子容易 损 坏。 看看这里 1.4 特殊二极管 前面主要讨论了普通二极管,另外还有一些特殊用途的二极 管,如稳压二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管等 , 现介绍如下。 1．稳压二极管 1）稳压二极管的工作特性 稳压二极管简称稳压管,它的特性曲线和符号如图1.20所示。
第一章 半导体二极管
第一章 半导体二极管
结变窄
结变宽
－＋
P
－－ ＋＋
N 自建场方向 P －－ ＋＋ N
－＋ －＋
－－ ＋＋
外电场方向 自建场方向
外电场方向 正向电流（很大） ＋ －
反向电流（很小） －
看看这里
＋
(a)
(b)
图1.6 PN结的单向导电性 （a）正向连接; （b）反向连接
第一章 半导体二极管
2）PN结反向偏置——截止 将PN结按图1.6（b）所示方式连接（称PN结反向偏置）。 由图可见，外电场方向与内电场方向一致，它将N区的多 子（电子）从PN结附近拉走，将P区的多子（空穴）从PN 结附近拉走，使 PN 结变厚，呈现出很大的阻值，且打破 了原来的动态平衡，使漂移运动增强。由于漂移运动是少 子运动，因而漂移电流很小；若忽略漂移电流，则可以认 为PN结截止。 综上所述，PN结正向偏置时，正向电流很大；PN结反向
1-半导体基础知识及二极管
2-5
元素周 期表
2-6
1、电子半导(Negative) ——N型半导体 、电子半导 型半导体 +5价元素磷 、砷(As )、锑(Sb)等在硅晶体中 价元素磷(P)、 价元素磷 、 等在硅晶体中 给出一个多余电子，故叫施主原子。 给出一个多余电子，故叫施主原子。 电子数目 = 空穴数 + 正离子数
空穴 +4
+4 自由电子
+4
+4
+4
自由电子 空穴
挣脱共价键的束缚自由活动的电子 束缚电子成为自由电子后， 束缚电子成为自由电子后，在共 价键中所留的空位。 价键中所留的空位。
2-4
二、杂质半导体
电子半导体 (Negative) 杂质半导体 空穴半导体 (Positive ) 加+3价元素硼 价元素硼 (B )、铝(Al )、铟 、 、 (In)、钙(Ga ) 、 价元素磷(P)、 加+5价元素磷 、 价元素磷 砷(As )、锑(Sb) 、
2AP 2CP
2CZ54 (c)
2CZ13
2CZ30
二极管外形
2-22
二、二极管的V—I特性 二极管的 特性
二极管两端加正向电压时,就产生 二极管两端加正向电压时 就产生 二极管两端加上反向电压时,在开 当正向电压超过门槛电压时,正向 二极管两端加上反向电压时 在开 当正向电压超过门槛电压时 正向 二极管反向电压加到一定数值时, 二极管反向电压加到一定数值时 正向电流,当正向电压较小时 当正向电压较小时,正向 正向电流 当正向电压较小时 正向 iV / mA 始很大范围内,二极管相当于非常 电流就会急剧地增大,二极管呈现 始很大范围内 二极管相当于非常 电流就会急剧地增大 二极管呈现 反向电流急剧增大,这种现象称 反向电流急剧增大 这种现象称 电流极小（几乎为零） 这一部分 电流极小（几乎为零）,这一部分 大的电阻,反向电流很小 。 这时 很小电阻而处于导通状态。 反向电流很小,且不随反 大的电阻 反向电流很小 且不随反 很小电阻而处于导通状态 为反向击穿。 为反向击穿。此时对应的电压称 B′ 称为死区,相应的 相应的A(A′)点的电压称 称为死区 相应的 点的电压称 15 向电压而变化。 用U 表示 如图 硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V, 向电压而变化。此时的电流称之为 硅管的正向导通压降约为 为反向击穿电压,用 BR表示,如图 为反向击穿电压 为死区电压或门槛电压(也称阈值 为死区电压或门槛电压 也称阈值 反向饱和电流IR 。如图中 （ OC′） 锗管约为0.2~0.3V,如图中 见图中OC（ 如图中AB(A′B′) 反向饱和电流 段,见图中 锗管约为 ） 中CD(C′D′)段 见图中 电压),硅管约为 硅管约为0.5V,锗管约为 锗管约为0.1V, 10 电压 硅管约为 锗管约为 段。 段。 如图中OA(OA′)段。 如图中 段 5
二极管测试基本知识点总结
二极管测试基本知识点总结一、二极管的基本原理二极管是一种半导体器件，有两个电极，即阳极和阴极。
它是由P型半导体和N型半导体经过特殊加工制成的。
二极管有一种叫做“正向偏置”的工作方式。
当二极管的阳极接到正电压，阴极接到负电压时，则二极管处于导通状态，电流可以通过二极管。
而当阳极接到负电压，阴极接到正电压时，则处于截止状态，电流无法通过二极管。
二、二极管的符号表示和特性曲线1. 二极管的符号表示二极管的符号表示如图所示，箭头的方向表示电流的流动方向，即阳极接到正电压，阴极接到负电压，电流会从阳极流向阴极。
此外，符号中还有一个斜线，表示二极管只能单向导通，不能反向导通。
2. 二极管的特性曲线二极管的特性曲线是描述二极管电压和电流关系的图像。
其特性曲线主要有两条，一是正向特性曲线，二是反向特性曲线。
在正向特性曲线中，随着正向电压增加，电流也会随之增加，但增加的速度会逐渐减缓，最终趋于饱和。
而在反向特性曲线中，则是以非常小的倾斜趋势递减，绝对不能出现反向电压过高而导致二极管损坏的情况。
三、二极管的常见参数1. 最大直流反向电压（VRRM）：即二极管能够承受的最大反向电压。
2. 最大脉冲反向电压（VRSM）：即二极管能够承受的最大脉冲反向电压。
3. 最大直流正向电流（IFRM）：即二极管能够承受的最大正向电流。
4. 最大脉冲正向电流（IFSM）：即二极管能够承受的最大脉冲正向电流。
5. 正向导通压降（VF）：即二极管在正向导通时的电压降。
6. 反向饱和电流（IR）：即二极管在反向电压下的饱和电流。
四、二极管的测试方法和仪器测试二极管的方法有很多种，常见的测试方法有万用表测试、二极管测试仪测试、曲线跟踪仪测试等。
不同的测试方法使用的仪器也不同。
1. 万用表测试万用表是一种常用的测量仪器，在测试二极管时，需要将正负极选择在二极管标有符号的两端，调整到二极管测试档位，将主测电阻选择适当值，将测量值与标称值进行对比，即可判断二极管是否正常。
有关二极管的知识点总结
有关二极管的知识点总结一、二极管的基本原理1. PN结的形成二极管是由P型半导体和N型半导体按照一定的结构组合而成的。
P型半导体与N型半导体之间的结合称为PN结。
在形成PN结的过程中，由于P型半导体与N型半导体之间存在电子和空穴的扩散运动，使得PN结的两侧形成电场。
当PN结两侧的电场达到平衡状态时，就形成了二极管的基本结构。
2. PN结的导通与截止在二极管中，当PN结两侧的电场受到外加电压的影响时，会发生两种状态：导通和截止。
当外加电压为正向电压时，会使得PN结两侧的电场受到压制，从而形成低电阻通道，使得电流流过二极管，这个状态称为导通状态。
而当外加电压为反向电压时，会使得PN结两侧的电场增强，形成高电阻通道，导致电流无法通过二极管，这个状态称为截止状态。
3. PN结的特性PN结在导通与截止状态下的特性也称为二极管的特性。
在导通状态下，二极管的阻值很小，能够使得电流流过；而在截止状态下，二极管的阻值很大，使得电流无法通过。
根据二极管导通与截止的特性，可以实现二极管的整流、限流、稳压等功能。
二、二极管的结构1. 硅二极管硅二极管是由P型硅半导体和N型硅半导体组成的。
硅二极管的导通电压一般在0.6V左右，具有较高的导通能力和耐压能力，因此在工程中广泛应用。
2. 锗二极管锗二极管是由P型锗半导体和N型锗半导体组成的。
锗二极管的导通电压一般在0.3V左右，具有较低的导通能力和耐压能力，因此在工程中应用的较少。
三、二极管的特性1. 正向导通特性二极管的正向导通特性是指当二极管两端加上正向电压时，导通电流与电压之间的关系。
在正向导通特性下，二极管的导通电压一般在0.6V左右，此时二极管的正向电流随着电压的增大而增大。
2. 反向截止特性二极管的反向截止特性是指当二极管两端加上反向电压时，导通电流与电压之间的关系。
在反向截止特性下，二极管的截止电压一般在5V以上，此时二极管的反向电流随着电压的增大而急剧增大。
3. 正向导通时间与反向恢复时间正向导通时间是指二极管从截止状态向导通状态转换所需要的时间；反向恢复时间是指二极管从导通状态向截止状态转换所需要的时间。
二极管的相关知识点总结
二极管的相关知识点总结一、二极管的基本结构二极管是一个由P型半导体和N型半导体直接接触形成的二级结构。
在二极管的正向工作状态下，P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子向结合区扩散。
在反向工作状态下，由于空穴和自由电子的扩散，形成电场，使得二极管无法导通。
1. PN结在二极管中，P型半导体和N型半导体的结合区域称为PN结。
在PN结的结合区，由于P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子的迁移，形成一个电势垒。
当外加电压大于电势垒时，二极管处于正向工作状态，可以导通。
当外加电压小于电势垒时，二极管处于反向工作状态，无法导通。
2. 二极管的符号二极管的符号一般是一个箭头指向一个三角形。
箭头表示流动的电流方向，三角形表示P型半导体。
二、二极管的特性二极管具有许多重要的特性，包括正向导通特性、反向截止特性、稳压特性等。
1. 正向导通特性在正向工作状态下，二极管具有很低的正向电阻，可以导通大电流，符合欧姆定律。
二极管的正向导通特性可以用正向电压和正向电流的关系曲线来表示。
2. 反向截止特性在反向工作状态下，二极管的反向电流很小。
这是因为在反向工作状态下，由于电势垒的存在，使得电子和空穴不容易通过PN结，从而使得二极管无法导通。
3. 稳压特性在一定范围内，二极管的反向电流与反向电压呈指数关系。
这种特性可以用来设计稳压电路，保证电路中的元器件在一定的电压下可以正常工作。
三、二极管的应用由于二极管具有许多重要的特性，它在电子行业具有广泛的应用，包括整流、稳压、开关等。
1. 整流二极管可以用作整流器，将交流电转换为直流电。
在正向工作状态下，二极管可以导通电流，将交流电的负半周去掉，从而实现整流的作用。
2. 稳压二极管的稳压特性可以用来设计稳压电路，保证电路中的元器件在一定的电压下可以正常工作。
常见的稳压电路包括稳压二极管、Zener二极管等。
3. 开关二极管可以用作开关，当处于正向工作状态时可以导通，处于反向工作状态时无法导通。
半导体二极管及其基本电路ppt课件
二者产生的电流大小相等，方向相反。因此，在相对
平衡时，流过PN结的电流为0。
空穴空间电荷区ຫໍສະໝຸດ 耗尽层电子P区内电场
N区
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20
PN结的形成
对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形 成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少 多子，所以也称耗尽层。由于耗尽层的存在，PN结的 电阻很大。
不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。
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6
3. 电子与空穴
当导体处于热 力 学 温 度 0K 时 ，
自由电子
空穴
束缚电子
导体中没有自由电
子。当温度升高或
共
受到光的照射时， 价电子能量增高，
+4
+4
价
键
有的价电子可以挣
脱原子核的束缚，
而参与导电，成为
+4
+4
自由电子。 这一现象称为本征激发，也称热激发。
第二章 半导体二极管及其基本电路
半导体基本知识 PN结及其特性 半导体二极管特性及其应用 稳压二极管
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1
§2.1 半导体基础知识
2.1.1 概念
根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分 导体、绝缘体和半导体。
1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等
2. 绝缘体：几乎不导电的物体。 如：橡胶等
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2.1.3 杂质半导体
(1) N型半导体 (2) P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可 使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是 三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半 导体。
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电子课件电子技术基础第六版第一章半导体二极管
当反向电压增加到反向击穿电压 UBR 时，反向电流会急 剧增大，这种现象称为“反向击穿”。反向击穿会破坏二极管 的单向导电性，如果没有限流措施，二极管很可能因电流过 大而损坏。
无论硅管还是锗管，即使工作在最大允许电流下，二极管 两端的电压降一般也都在 0.7 V 以下，这是由二极管的特殊 结构所决定的。所以，在使用二极管时，电路中应该串联限 流电阻，以免因电流过大而损坏二极管。
§1-1 半导体的基本知识 §1-2 半导体二极管
§1-1 半导体的基本知识
学习目标
1. 了解半导体的导电特性。 2. 理解 PN 结正偏、反偏的含义。 3. 掌握 PN 结的单向导电性。
一、半导体的导电特性
物质按导电能力强弱不同可分为导体、半导体和绝缘体三 大类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。目前，制 造半导体器件用得最多的是硅和锗两种材料。由于硅和锗是 原子规则排列的单晶体，因此用半导体材料制成的半导体管 属于晶体管。
半导体具有不同于导体和绝缘体的导电特性，见表。
半导体的导电特性
纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力是很弱的。 利用半导体的掺杂特性，可制成 P 型和 N 型两种杂质半导体 。
二、PN 结及其单向导电性
1. PN 结 用特殊的工艺使 P 型半导体和 N 型半导体结合在一起，就会在交界处 形成一个特殊薄层，该薄层称为“PN 结”，如图所示。PN 结是制造半导体 二极管、半导体三极管、场效应晶体 管等各种半导体器件的基础。
2. 分类
二极管的种类
二、二极管的伏安特性
为了直观地说明二极管的性质，通常用二极管两端的电压 与通过二极管的电流之间的关系曲线，即二极管的伏安特性 曲线来描述，如图所示。
在下图所示的坐标图中，位于第一象限的曲线表示二极管 的正向特性，位于第三象限的曲线表示二极管的反向特性。
半导体二极管的基本原理及应用
半导体二极管的基本原理及应用半导体二极管是一种最简单的电子器件，它在现代电子技术中起着至关重要的作用。
本文将介绍半导体二极管的基本原理、工作方式以及常见的应用。
1. 基本原理半导体二极管由N型半导体和P型半导体组成，其中N型半导体富含自由电子，而P型半导体则富含空穴。
当两种半导体材料通过P-N结（P-N Junction）连接时，便形成了一个二极管。
P-N结的形成是通过掺杂过程实现的，也即将掺杂少量的杂质元素（如硼、磷等）加入到纯净的半导体材料中。
半导体二极管正常工作时，其中的P区域称为“阳极”或“正极”，而N区域则称为“阴极”或“负极”。
在正向偏置情况下，即阳极电压高于阴极，电子从N区域进入P区域，而空穴从P区域进入N区域。
这使得电流流过二极管，形成正向导通。
相反，在反向偏置情况下，即阳极电压低于阴极，由于P-N结的电子云和空穴云相互吸引，电流被阻止，二极管呈现高阻抗状态，称为反向截止。
2. 工作方式半导体二极管具有直流和交流两种工作方式。
在直流工作中，二极管起到整流器的作用，将交流信号转化为直流信号。
在正向偏置时，直流电流通过二极管，而在反向偏置时，几乎没有电流通过。
这一特性使得二极管非常适合用于电源电路的整流器。
在交流工作中，二极管被用作开关或者调制器件。
通过正向偏置或反向偏置，可以实现二极管的导通和截止。
当二极管处于导通状态时，信号可以流过，而在截止状态时，信号被阻断。
这使得二极管在数字与模拟信号处理系统中发挥重要作用，例如在计算机中的逻辑门电路和通信系统中的调制解调器。
3. 应用领域半导体二极管广泛应用于各种电子设备和领域，下面是几个典型的应用示例：3.1 整流器我们在家庭中常用的电源适配器和电池充电器中常会见到二极管的身影。
在这些设备中，二极管被用作整流器，将交流电转换为直流电，以供电子器件正常工作。
由于二极管具有单向导通特性，可以保证电流仅在一个方向上流动，从而实现直流电的获取。
3.2 发光二极管（LED）发光二极管（LED）是一种将电能转换为光能的电子器件。
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半导体二极管基本知识
1概述
二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，半导体二极管是指利用半导体特性的两端电子器件。
最常见的半导体二极管是PN结型二极管和金属半导体接触二极管。
它们
的共同特点是伏安特性的不对称性，
即电流沿其一个方向呈现良好的导电
性，而在相反方向呈现高阻特性。
可
用作为整流、检波、稳压、恒流、变
容、开关、发光及光电转换等。
利用
高掺杂PN结中载流子的隧道效应可
制成超高频放大或超高速开关的隧道
二极管。
2结构
PN结两端各引出一个电极并加上管壳，就形成了半导体二极管。
PN结的P
型半导体一端引出的电极称为阳极，PN结的N型半导体一端引出的电极称为阴极。
半导体二极管按结构不同可分为点接触型、面接触型和平面型。
图1 二极管结构示意图及电路符号
2.1点接触型半导体二极管由一根金属丝与半导体表面相接触，经过特殊工艺，在接触点上形成PN结，作出引线，加上管壳封装而成，见图2。
点接触型二极管的PN结面积小，高频性能好，适用于高频检波电路、开关电路。
图2 点接触型二极管示意图
2.2面接触型半导体二极管，它的PN结是用合金法工艺制作而成的，见图3。
面接触型二极管的PN结面积大，可通过较大的电流，一般用于低频整流电路中。
图3 面接触型二极管示意图
2.3平面型半导体二极管，它的PN结是用扩散法工艺制作的，见图4。
平面型二极管常用硅平面开关管，其PN结面积较大时，适用于大功率整流;其PN结面积较小时，适用于脉冲数字电路中做开关管使用。
图4 平面型二极管示意图
2.4台面型半导体二极管，PN结的制作方法虽然与扩散型相同，但是，只保留PN结及其必要的部分，把不必要的部分用药品腐蚀掉。
其剩余的部分便呈现出台面形，因而得名。
初期生产的台面型，是对半导体材料使用扩散法而制成的。
因此，又把这种台面型称为扩散台面型。
对于这一类型来说，似乎大电流整流用的产品型号很少，而小电流开关用的产品型号却很多。
3主要参数
3.1二极管（通用）
开启电压V on:使二极管开始导通的临界电压称为开启电压V on。
反向电流I S:当二极管所加反向电压的数值足够大时，产生反向电流为I S。
最大整流电流I F:指二极管长期工作，允许通过的最大直流电流。
最高反向工作电压V R:指二极管正常使用允许加的最高反向电压。
3.2稳压二极管
a)稳定电压V Z: V Z是在规定电流下稳压管的反向击穿电压;
b)稳定电流I Z: I Z是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。
只要
不超过稳压管的额定功率，电流愈大，稳压效果愈好;
c)额定功耗P ZM:P ZM等于稳压管的稳定电压UZ与最大稳定电流
I ZM的乘积。
稳压管超过此值时，会因结温升高而损坏;
d)动态电阻R Z: R Z为稳压管工作在稳压区时，稳压管电压的变化
量与电流变化量之比，即R Z愈小，电流变化时V Z的变化愈小，
稳压性能愈好;
e)温度系数α : 表示温度每变化1℃稳压值的变化量;
f)限流电阻Z:稳压管电路中必须串联一个电阻来限制电流，从而
保证稳压管正常工作，故称这个电阻为限流电阻。
3.3整流二极管
a)最大平均整流电流I F:指二极管长期工作时允许通过的最大正
向平均电流。
该电流由PN结的结面积和散热条件决定。
使用
时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热
条件。
例如1N4000系列二极管的I F为1A。
b)最高反向工作电压V R:指二极管两端允许施加的最大反向电压。
若大于此值，则反向电流(I R)剧增，二极管的单向导电性被破
坏，从而引起反向击穿。
通常取反向击穿电压(V B)的一半作为
(V R)。
例如1N4001的V R为50V，1N4002-1n4006分别为100V、
200V、400V、600V和800V，1N4007的V R为1000V
c)最大反向电流I R:它是二极管在最高反向工作电压下允许流过
的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。
因此
这个电流值越小，表明二极管质量越好。
d)击穿电压V B:指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。
反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。
e)最高工作频率f m:它是二极管在正常情况下的最高工作频率。
主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过f m，
则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。
例如1N4000系
列二极管的fm为3kHz。
另有快恢复二极管用于频率较高的交
流电的整流，如开关电源中。
f)反向恢复时间t rr:指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态
电压下的反向恢复时间。
g)零偏压电容C O:指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容
的容量之和。
值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一
型号的二极管其参数的离散性也很大。
手册中给出的参数往往
是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的I R小于
10uA，而在100°C时IR则变为小于500uA。
3.4瞬态抑制二极管
a)击穿电压V BR：瞬态抑制二极管通过规定的测试电流IT时的
电压，这是表示瞬态抑制二极管导通的标志电压。
b)反向断态电压V RWM与反向漏电流I R：反向断态电压(截止电
压)V RWM表示瞬态抑制二极管不导通的最高电压，在这个电压
下只有很小的反向漏电流I R。
c)脉冲峰值电流I PP：瞬态抑制二极管允许通过的10/1000μs波的
最大峰值电流（8/20μs波的峰值电流约为其5倍左右），超过
这个电流值就可能造成永久性损坏。
在同一个系列中，击穿电
压越高的管子允许通过的峰值电流越小。
d)最大箝位电压V C：瞬态抑制二极管流过脉冲峰值电流IPP时
两端所呈现的电压。
e)脉冲峰值功率Pm：脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉
冲峰值电流I PP与最大箝位电压V C的乘积，即Pm=I PP*V C。
4伏安（V-I）特性
二极管的核心是PN结，它的特性就是PN结的特性--单向导电性。
常用伏安特性曲线来描述二极管的单向导电性。
如图所示，横坐标代表电压，纵坐标代表电流，见图5 。
图5二极管伏安特性曲线
4.1正向特性
正向特性即二极管正向偏置时的电压与电流的关系。
二极管两端加正向电压较小时，正向电压产生的外电场不足以使多子形成扩散运动，这时的二极管实际上还没有很好地导通，通常称为"死区"，二极管相当于一个极大的电阻，正向电流很小。
当正向电压超过一定值后，内电场被大大削弱，多子在外电场的作用下形成扩散运动，这时，正向电流随正向电压的增大迅速增大，二极管导通。
该电压称为门槛电压(也称阈值电压)，用Vth表示。
在室温下，硅管的Vth约为0.5V，锗管的Vth约为0.1V。
二极管一旦导通后，随着正向电压的微小增加，正向电流会有极大的增加，此时二极管呈现的电阻很小，可认为二极管具有恒压特性。
二极管的正向压降硅管约为0.6~0.8V(通常取0.7V)，锗管约为0.2~0.3V(通常取0.2V)。
4.2反向特性
反向特性即二极管反向偏置时的电压与电流的关系。
反向电压加强了内电场对多子扩散的阻碍，多子几乎不能形成电流，但是少子在电场的作用下漂移，形成很小的漂移电流，且与反向电压的大小基本无关。
此时的反向电流称为反向饱和电流尽，二极管呈现很高的反向电阻，处于截止状态。
4.3反向击穿特性
反向电压增加到一定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为二极管的反向击穿。
此时对应的电压称为反向击穿电压，用V BR表示。
实际应用中，应该对反向击穿后的电流加以限制，以免损坏二极管。
5符号
二极管有多种不同的分类，大体上可以使用下列图标表示，见图6：
图6 二极管图标符号
6分类及应用
别看二极管是基础元器件，但是他的种类很多，前面提到过有点接触型二极管、平面型二极管、整流二极管等仅仅是一个侧面，我们用下面的图全面展示当前市面上应用的二极管分类情况，见图7.
图7 二极管分类汇总
7识别与检测
7.1简单识别二极管：小功率二极管的N极（负极），在二极管外表
大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P 极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
7.2简单检测二极管好坏：把万用表的红表笔搭触二极管的正极，
黑表笔搭触二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，
二极管就是合格的，见图8万用表测量。
图8 万用表测量。