二极管、三极管、场效应管的学习

二极管

5.1.5 半导体二极管的型号命名

1.国产半导体器件的命名方法

二极管的型号命名通常根据国家标准GB-249-74规定，由五部分组成。第一部分用数字表示器件电极的数目；

第二部分用汉语拼音字母表示器件材料和极性；

第三部分用汉语拼音字母表示器件的类型；

第四部分用数字表示器件序号；

第五部分用汉语拼音字母表示规格号。如表5.1所示。

2.日本半导体器件的命名方法

日本半导体器件命名型号由五部分组成。

第一部分用数字表示半导体器件有效数目和类型。1表示二极管，2表示三极管；第二部分用S表示已在日本电子工业协会登记的半导体器件；

第三部分用字母表示该器件使用材料、极性和类型；

第四部分表示该器件在日本电子工业协会的登记号；

第五部分表示同一型号的改进型产品。具体符号意义如表5.2所示。

美国电子工业协会半导体分立器件命名型号由五部分组成。

第一部分为前缀；

第二部分、第三部分、第四部分为型号基本部分；

第五部分为后缀；这五部分符号及意义如表5.3所示。

5.1.6二极管的伏安特性

实际的二极管伏安特性曲线如图5.5所示，实线对应硅材料二极管，虚线对应锗材料二极管。

图5.5 二极管的伏安特性曲线

1.正向特性

当二极管承受正向电压小于某一数值(称为死区电压)时，还不足以克服PN结内电场对多数载流子运动的阻挡作用，这一区段二极管正向电流I F很小，称为死区。死区电压的大小与二极管的材料有关，并受环境温度影响。通常，硅材料二极管的死区电压约为0.5V，锗材料二极管的死区电压约为0.1V。

当正向电压超过死区电压值时，外电场抵消了内电场，正向电流随外加电压的增加而明显增大，二极管正向电阻变得很小。当二极管完全导通后，正向压降基本维持不变，称为二极管正向导通压降U F。一般硅管的U F为0.7V，锗管的U F为0.3V。以上是二极管的正向特性。

2.反向特性

当二极管承受反向电压时，外电场与内电场方向一致，只有少数载流子的漂移运动，形成的漏电流I R极小，一般硅管的I R为几微安以下，锗管I R较大，为几十到几百微安。这时二极管反向截止。

当反向电压增大到某一数值时，反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称二极管反向击穿。击穿时对应的电压称为反向击穿电压。普通二极管发生反向击穿后，造成二极管的永久性损坏，失去单向导电性。以上是二极管的反向特性。

5.2 晶体二极管的主要参数

描述二极管特性的物理量称为二极管的参数，它是反映二极管电性能的质量指标，是合理选择和使用二极管的主要依据。在半导体器件手册或生产厂家的产品目录中，对各种型号的二极管均用表格列出其参数。二极管的主要参数有以下几种：1.最大平均整流电流I F（A V）

I F（A V）是指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。它与PN结的面积、材料及散热条件有关。实际应用时，工作电流应小于I F（A V），否则，可能导致结温过高而烧毁PN结。

2.最高反向工作电压V RM

V RM是指二极管反向运用时，所允许加的最大反向电压。实际应用时，当反向电压增加到击穿电压V BR时，二极管可能被击穿损坏，因而，V RM通常取为（1/2～2/3）V BR。

3.反向电流I R

I R 是指二极管未被反向击穿时的反向电流。理论上I R =I R （sat ），但考虑表面漏电等因素，实际上I R 稍大一些。I R 愈小，表明二极管的单向导电性能愈好。另外，I R 与温度密切相关，使用时应注意。 4.最高工作频率f M

f M 是指二极管正常工作时，允许通过交流信号的最高频率。实际应用时，不要超过此值，否则二极管的单向导电性将显著退化。f M 的大小主要由二极管的电容效应来决定。 5.二极管的电阻

就二极管在电路中电流与电压的关系而言，可以把它看成一个等效电阻，且有直流电阻与交流电阻之别。

（1）直流等效电阻R D

直流电阻定义为加在二极管两端的直流电压U D 与流过二极管的直流电流I D 之比，即

R D 的大小与二极管的工作点有关。通常用万用表测出来的二极管电阻即直流电阻。不过应注意的是，使用不同的欧姆档测出来的直流等效电阻不同。其原因是二极管工作点的位置不同。一般二极管的正向直流电阻在几十欧姆到几千欧姆之间，反向

直流电阻在几十千欧姆到几百

千欧姆之间。正反向直流电阻差距越大，二极管的单向导电性能越好。

（2）交流等效电阻r d

i

u r d ∆∆=

r d 亦随工作点而变化，是非线性电阻。通常，二极管的交流正向电阻在几～几十欧姆之间。需要指出的是，由于制造工艺的限制，即使是同类型号的二极管，其参数

的分散性很大。通

常半导体手册上给出的参数都是在一定测试条件下测出的，使用时应注意条件。 5.3 晶体二极管的分类

二极管按材料分有：硅二极管、锗二极管、砷二极管等。

按结构不同有点接触二极管、面接触二极管，外形如图5.6所示。

（a ）接触二极管 (b)面接触二极管

图5.6 二极管外形

按用途分有：整流二极管、检波二极管、稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。

无论构成二极管的材料如何、结构如何、特性如何，二极管均具有单向导电性和非线性的特点。

1.整流二极管

整流二极管的主要功能是将交流电转换成脉动直流电。整流二极管除有硅管和锗管之分

外，还可分为高频整流二极管、低频整流二极管、大功率整流二极管及中、小功率整流二极管。

整流二极管具有金属封装、塑料封装、玻璃封装及表面封装等多种形式。应用较多的有2CZ、4001等系列，其外形如图5.7所示。

（a）2CZ系列

（b）4001系列

图5.7 整流二极管外形

通常可以采用流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波的半波整流。电路图和波形图分别如图5.8(a)和5.8(b)所示。

(a)电路图