晶體二極管你認(rèn)識(shí)的有多少種呢？
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二極管是電路中經(jīng)常用的一種電子元器件看，它的英文名稱是Diode,又稱晶體二極管，是用P型和N型半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子元器件。它具有單向?qū)щ娦阅埽唇o二極管陽(yáng)極加上正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通。 當(dāng)給陽(yáng)極和陰極加上反向電壓時(shí)，二極管截止。 因此，二極管的導(dǎo)通和截止，則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)。
二極管引腳是有正負(fù)極性區(qū)分的，A（Anode）表示正極，K（Cathode，C的發(fā)音為[K])表示負(fù)極,在負(fù)極的方向會(huì)有絲印標(biāo)記，稱為陰極線。二極管的種類非常多，常見(jiàn)的有以下幾種，看看有沒(méi)有你不認(rèn)識(shí)呢？
1．整流二極管
整流二極管英文名稱為Rectifier diode，它是一種用于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷陌雽?dǎo)體器件，是電子行業(yè)中應(yīng)用最普遍的一種二極管，整流二極管1N系列的比較多，比如1N4001-1N4007。整流二極管有SMT和THT兩種封裝形式，SMT封裝常見(jiàn)的有SMA、SMB、SMC和SOD123等。整流二極管的原理圖和PCB庫(kù)封裝（SMA）如下圖所示。
2．穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管英文名稱為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的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。
穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。在電源電路中經(jīng)常用到穩(wěn)壓二極管，它與普通二極管在電路中的連接方法不同，負(fù)極接電路的高電勢(shì)，正極接地或低電勢(shì)點(diǎn)。
穩(wěn)壓二極管的種類很多，THT和SMT形式的封裝都有，常用到的型號(hào)是1N4728、1N4729等,它的原理圖和PCB庫(kù)如下圖所示。
3．肖特基二極管
肖特基二極管也被稱為熱載流子二極管，英文名稱為Schottky Barrier Diode，它是一種具有低正向壓降和非常快速的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的半導(dǎo)體二極管。當(dāng)電流流過(guò)肖特基二極管時(shí)，肖特基二極管端子上有一個(gè)小的電壓降。普通二極管的電壓壓降在0.6V-1.7V之間，而肖特基二極管的電壓降通常在0.15V-0.45V之間，這種較低的電壓降提供了更好的系統(tǒng)效率和更高的開(kāi)關(guān)速度。在肖特基二極管中，半導(dǎo)體和金屬之間形成了一個(gè)半導(dǎo)體-金屬結(jié)，從而形成了肖特基勢(shì)壘。N型半導(dǎo)體作為陰極，金屬側(cè)作為二極管的陽(yáng)極，這種肖特基勢(shì)壘導(dǎo)致低正向電壓降和非常快速的開(kāi)關(guān)。
肖特基二極管具有正向?qū)▔航档汀⒒謴?fù)時(shí)間快、低接電容、低噪音、高電流密度等優(yōu)點(diǎn)，在高速開(kāi)關(guān)電路中有廣泛的應(yīng)用。肖特基二極管的原理圖和PCB庫(kù)如下圖所示。
4．開(kāi)關(guān)二極管
開(kāi)關(guān)二極管是專門設(shè)計(jì)制造的一類二極管，用于在電路上“開(kāi)”、“關(guān)”。與普通二極管相比，其由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通的時(shí)間較短。半導(dǎo)體二極管的導(dǎo)通相當(dāng)于一個(gè)閉合開(kāi)關(guān)，截止時(shí)等效于開(kāi)啟(斷開(kāi))，因此二極管可用作開(kāi)關(guān)，常用型號(hào)1N4148開(kāi)關(guān)二極管。PN結(jié)導(dǎo)通由于半導(dǎo)體二極管具有單向傳導(dǎo)的性質(zhì)，在正偏壓下PN結(jié)導(dǎo)通，在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻非常小，大約是幾十到幾百歐；而在反向偏壓下， PN結(jié)的電阻很大，一般硅二極管在10歐姆以上，而鍺管也有幾十千歐到幾百千歐。通過(guò)這種特性，二極管可以在電路中對(duì)電流進(jìn)行控制，從而成為一種理想的電子開(kāi)關(guān)。
開(kāi)關(guān)二極管也有SMT和THT兩種封裝方式，常用的原理圖和PCB封裝如下圖所示。
5．快恢復(fù)二極管 快恢復(fù)二極管英文名稱為Fast Recovery Diodes，簡(jiǎn)稱FRD，是一種具有開(kāi)關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管，主要應(yīng)用于開(kāi)關(guān)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(fù)二極管的內(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(fù)電荷很小，所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較短，正向壓降較低，反向擊穿電壓（耐壓值）較高。
快恢復(fù)二極管的外形和普通二極管相同，原理圖和PCB庫(kù)的參照整流二極管。
6．變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管英文名稱為Varactor Diodes，又稱可變電抗二極管，是利用PN結(jié)反偏時(shí)結(jié)電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。反偏電壓增大時(shí)結(jié)電容減小、反之結(jié)電容增大，變?nèi)荻O管的電容量一般較小，其最大值為幾十pF到幾百pF，最大電容與最小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動(dòng)調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等、例如在電視接收機(jī)的調(diào)諧回路中作可變電容。 變?nèi)荻O管的外形與普通二極管相同，原理圖的封裝在K極會(huì)有兩根豎線的標(biāo)記，原理圖和PCB庫(kù)的封裝如下圖所示。
7．發(fā)光二極管
發(fā)光二極管名稱名稱為L(zhǎng)ight-emitting diode，簡(jiǎn)稱LED。是一種常用的發(fā)光器件，通過(guò)電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光。發(fā)光二極管可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會(huì)具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。 發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴Ｔ赑N結(jié)中注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)光方向有正向、側(cè)向多種。
常見(jiàn)到的是發(fā)紅光、綠光或黃光的發(fā)光二極管，翠綠色是人眼感覺(jué)最舒服的顏色，所以發(fā)翠綠光的發(fā)光二極管使用的最多，同時(shí)價(jià)格也就最便宜，比如手機(jī)上的按鍵燈顏色大多是翠綠色的。每種顏色的發(fā)光二極管內(nèi)阻是不同的，這就造成了同樣電壓和電流情況下，發(fā)出的光線強(qiáng)度不同，比如電路中使用綠色的發(fā)光二極管，光線就很亮，但換成紅色的發(fā)光二極管，發(fā)出的紅光就很暗。因此，在使用發(fā)光二極管的時(shí)候，通常會(huì)串聯(lián)一個(gè)電阻，通過(guò)電路分壓來(lái)改變電流，從而調(diào)整發(fā)光的明暗度。
發(fā)光二級(jí)管家族THT和SMT封裝的種類很多，插針的按照長(zhǎng)正短負(fù)區(qū)分極性，貼片標(biāo)有陰極線，原理圖和PCB封裝如下圖所示。
8．雪崩二極管
雪崩二極管的英文名稱為Avalanche diode，它是利用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中載流子的碰撞電離和渡越時(shí)間兩種物理效應(yīng)而產(chǎn)生負(fù)阻的固體微波器件。當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，PN結(jié)被反向擊穿，載流子倍增就像雪崩一樣，反向電流突然快速增加。雪崩二極管用于在特定反向偏置電壓下經(jīng)歷雪崩擊穿，從而阻止電流集中到某一點(diǎn)，通常做為安全閥使用，用于控制系統(tǒng)壓力和保護(hù)電路系統(tǒng)。
雪崩二極管通常在高壓電路中使用，對(duì)安裝的空間要求不高，因此多數(shù)是插針的封裝形式，原理圖、PCB封裝和普通二極管相同。
9．光電二極管
光電二極管又稱光敏二極管，英文名稱為Photo-Diode，光電二極管是在反向電壓作用之下工作的，在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。
光電二極管在電路中一般處于反向工作狀態(tài)，在沒(méi)有光照時(shí)，反向電阻很大，反向電流被稱為暗電流，此時(shí)暗電流小，相當(dāng)于斷路；當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)，光子打在PN附近，使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)，他們?cè)赑N結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流，光的照射強(qiáng)度越大，光電流就越大。因此，光電二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，在受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，在電路中經(jīng)常做為一個(gè)開(kāi)關(guān)器件使用。如果正接了，那就和普通二極管功能一樣了。
光電二極管和發(fā)光二極管外形很像，只不過(guò)前者是被動(dòng)接受光源導(dǎo)通電路，后者是主動(dòng)發(fā)出光源，因此光電二極管的發(fā)光方向是向內(nèi)的，代表是外部照時(shí)進(jìn)來(lái)的光源，原理圖庫(kù)和發(fā)光二極管有點(diǎn)不同，其原理圖和PCB庫(kù)如下圖所示。
10．觸發(fā)二極管
觸發(fā)二極管又稱雙向觸發(fā)二極管，英文名稱為Diode AC switch,簡(jiǎn)寫為DIAC，觸發(fā)二極管實(shí)際上是一種電壓控制元件，一般的它們都有一個(gè)觸發(fā)電壓，當(dāng)兩端電壓低于這個(gè)觸發(fā)電壓的時(shí)候，二極管是開(kāi)路狀態(tài)，當(dāng)電壓達(dá)到觸發(fā)電壓的時(shí)候，二極管瞬間導(dǎo)通，將電壓輸出。
雙向二極管的正反兩個(gè)方向都有穩(wěn)壓作用，就如同兩個(gè)穩(wěn)壓二極管反向串連，它的兩端不論正反哪個(gè)反向達(dá)到了穩(wěn)定電壓（既其中一個(gè)穩(wěn)壓極管）的反向擊穿電壓都可以使得其兩端的電壓基本保持不變（在其允許的電流范圍內(nèi)），因此正常情況下觸發(fā)二極管是雙向都不導(dǎo)通的。
觸發(fā)二極管的引腳沒(méi)有正負(fù)極性的區(qū)分，原理圖的種類比較多，一般都是兩個(gè)二極管集成在一起的，觸發(fā)二極管的原理圖和PCB庫(kù)如下圖所示。
11．瞬態(tài)抑制二極管(TVS管)
瞬態(tài)電壓抑制二極管英文名稱為Transient Voltage Suppressor，簡(jiǎn)稱TVS，它是一種高效保護(hù)器件的一種二極管。當(dāng)瞬態(tài)電壓抑制二極的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10的負(fù)12次方秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元 器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。 由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流 低、擊穿電壓偏差 、箝位電壓較易控制、無(wú)損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流 器、家用電器、儀器儀表電路中。 瞬態(tài)電壓抑制二極管有單向和雙向兩種，單向的引腳有正負(fù)極方向性，使用方法和穩(wěn)壓管相同，正極接入低電位，負(fù)極接入高電位，反向接入電路中。瞬態(tài)電壓抑制二極管的原理圖和PCB庫(kù)如下圖所示。
12．靜電放電（ESD）二極管
靜電放電的英文全稱為Electro-Static Discharge，簡(jiǎn)稱ESD，ESD二極管是一種具有兩個(gè)電極的半導(dǎo)體器件，當(dāng)加在兩極間的電壓達(dá)到一定值時(shí)，在其間產(chǎn)生電場(chǎng)使電子移動(dòng)而形成電流。當(dāng)ESD二極管的兩只引腳之間加有交變電壓時(shí)，則其集電極和發(fā)射結(jié)之間的電容量就會(huì)發(fā)生變化；如果此時(shí)給該二極管加上反向偏置電壓或輸入一個(gè)低電平的信號(hào)脈沖，則它的輸出端將會(huì)出現(xiàn)很大的電流。這就是所謂的“漏極開(kāi)路”現(xiàn)象（簡(jiǎn)稱“開(kāi)路”）。
ESD二極管和TVS二極管都是電路保護(hù)器件，工作原理是一樣的，但功率和封裝是不一樣的，ESD二極管主要是用來(lái)防靜電，防靜電就要求電容值低，一般是1-3.5PF之間為最好；而TVS二極管就做不到這一點(diǎn)，TVS二極管的電容值比較高。靜電放電二極管常用的是3個(gè)引腳的，ESD二極管的正負(fù)接在電源引腳，公共端接在被保護(hù)引腳上起到釋放靜電的作用。ESD二極管的原理圖和PCB封裝庫(kù)如下圖所示。
13．阻尼二極管
阻尼二極管英文名稱為Damping diode，它具有較高的反向工作電壓和峰值電流，較小的正向壓降，高頻高壓整流二極管，可用作電視線路掃描電路中的阻尼和升壓整流器。阻尼二極管主要用于黑白或彩電線路掃描電路的阻尼、整流電路，可以是硅二極管或鍺二極管。它具有類似于高頻高壓整流二極管的特性。它的反向恢復(fù)時(shí)間很短，能夠承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流。它可以工作在高頻(線路頻率)，并具有較低的正向壓降。
14．江崎二極管
阻尼二極管又稱隧道二極管、穿隧效應(yīng)二極管、穿隧二極管、透納二極管，英文名稱為Tunnel Diode，它是一種可以高速切換的半導(dǎo)體二極管，其切換速度可到達(dá)微波頻率的范圍，其原理是利用量子穿隧效應(yīng)。它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。江崎二極管是采用砷化鎵（GaAs）和銻化鎵（GaSb）等材料混合制成的半導(dǎo)體二極管，其優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)特性好，速度快、工作頻率高；缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性較差。一般應(yīng)用于某些開(kāi)關(guān)電路或高頻振蕩等電路中。
15．PIN二極管
PIN二極管英文名稱為Pin diode，是一種在光通信中普遍使用的光電二極管。它是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體（或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體）構(gòu)造出來(lái)的一種晶體二極管。PIN中的I是"本征"意義的英文略語(yǔ)。當(dāng)其工作頻率超過(guò)100MHz時(shí)，由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和"本征"層中的渡越時(shí)間效應(yīng)，其二極管失去整流作用而變成阻抗元件，并且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時(shí)，"本征"區(qū)的阻抗很高；在直流正向偏置時(shí)，由于載流子注入"本征"區(qū)，而使"本征"區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開(kāi)關(guān)（即微波開(kāi)關(guān)）、移相、調(diào)制、限幅等電路中。
PIN二極管作為一種特種微波半導(dǎo)體元件，廣泛應(yīng)用于微波和射頻電路的設(shè)計(jì)中，具有許多優(yōu)良的特點(diǎn)，例如：開(kāi)關(guān)速度快、可控功率大、損耗低、反向擊穿電壓高等。另外，PIN二極管無(wú)論被正向或者反向偏置均可得到類似于短路與開(kāi)路。因而，PIN二極管已經(jīng)成為各種電子設(shè)備中的重要組成部分。
16．頻率倍增用二極管
頻率倍增用二極管英文名稱為Frequency doubled diode，對(duì)二極管的頻率倍增作用而言，有依靠變?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍（即急變）二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同，但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管，從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間TRR短，因此，其特長(zhǎng)是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著的短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波，那么，因TT（轉(zhuǎn)移時(shí)間）短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產(chǎn)生很多高頻諧波。
17．階躍二極管
階躍二極管一種特殊的變?nèi)莨埽址Q為階躍恢復(fù)二極管或電荷存儲(chǔ)二極管,簡(jiǎn)稱階躍管，英文名稱為Step-Recovary Diode，它具有高度非線性的電抗，應(yīng)用于倍頻器時(shí)代獨(dú)有的特點(diǎn)，利用其反向恢復(fù)電流的快速突變中所包含的豐富諧波，可獲得高效率的高次倍頻，它是微波領(lǐng)域中優(yōu)良的倍頻元件。
18．旋轉(zhuǎn)二極管
旋轉(zhuǎn)二極管主要用于無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)，它實(shí)際上就是一個(gè)整流二極管，在工作的時(shí)候跟著發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，所以被稱為旋轉(zhuǎn)二極管。旋轉(zhuǎn)二極管的作用就是把勵(lì)磁機(jī)的交流電壓整流為直流電壓，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的大軸，把這個(gè)直流電壓加到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈上，然后通過(guò)勵(lì)磁屏的調(diào)整來(lái)獲得一個(gè)理想的勵(lì)磁電流。
