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二极管

发布时间：2022-08-04 17:52

作者：Ameya360

来源：网络

阅读量：3167

二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。它具有单向导电性能，即给二极管阳极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开。

二极管是最早诞生的半导体器件之一，其应用非常广泛。特别是在各种电子电路中，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接，构成不同功能的电路，可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中，都可以找到二极管的踪迹。

二极管

二极管的结构组成

二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。

由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。

二极管有两个电极，由P区引出的电极是正极，又叫阳极；由N区引出的电极是负极，又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向，二极管的文字符号用VD表示。

二极管的工作原理

二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。

晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。

当外加的反向电压高到一定程度时，PN结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

二极管的主要分类

点接触型二极管

点接触型二极管的PN结接触面积小，不能通过较大的正向电流和承受较高的反向电压，但它的高频性能好，适宜在高频检波电路和开关电路中使用。

面接触型二极管

面接触型二极管的PN结接触面积大，可以通过较大的电流，也能承受较高的反向电压，适宜在整流电路中使用。

平面型二极管

平面型二极管在脉冲数字电路中作开关管使用时PN结面积小，用于大功率整流时PN结面积较大。

稳压管

稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于，稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小，能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。

稳压管与一般二极管不一样，它的反向击穿是可逆的，只要不超过稳压管电流的允许值，PN结就不会过热损坏，当外加反向电压去除后，稳压管恢复原性能，所以稳压管具有良好的重复击穿特性。

光电二极管

光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口，以便于接受光照。其特点是，当光线照射于它的PN结时，可以成对地产生自由电子和空穴，使半导体中少数载流子的浓度提高，在一定的反向偏置电压作用下，使反向电流增加。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增加。

当无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时，可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源，能够直接把光能变成电能。

发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件，简称LED(Light Emitting Diode)。和普通二极管相似，发光二极管也是由一个PN结构成。发光二极管的PN结封装在透明塑料壳内，外形有方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于信号指示等电路中。

在电子技术中常用的数码管，发光二极管的原理与光电二极管相反。当发光二极管正向偏置通过电流时会发出光来，这是由于电子与空穴直接复合时放出能量的结果。它的光谱范围比较窄，其波长由所使用的基本材料而定。

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行业新闻

二极管常见封装形式都有哪些？

　　二极管作为电子电路中的重要元件，广泛应用于整流、开关、稳压、信号调制等多个领域。除了内部结构和性能参数外，二极管的封装形式对于其实际应用也有着重要影响。封装不仅保护二极管内部的芯片免受机械和环境伤害，还影响散热性能、电气连接和安装方式。　　二极管封装的意义　　封装是指将二极管的硅片及其引线封装在保护材料中形成特定形状的外壳。合理的封装设计有助于：　　保护器件免受物理损伤和环境腐蚀;　　提供有效的散热途径，提升工作稳定性;　　方便电路板的安装和焊接;　　确保电气性能符合设计需求。　　因此，根据应用环境和电流电压要求，不同型号的二极管会采用不同的封装形式。　　常见的二极管封装形式　　1. DO-41 封装　　特点：轴向引线，玻璃管封装，外形类似小型玻璃管。　　应用：广泛应用于普通硅整流二极管和开关二极管。　　优点：体积小，便于手工焊接和自动化安装，散热性能较好。　　2. SOD-123、SOD-323 封装　　特点：贴片封装，表面贴装器件(SMD)的一种，体积非常小巧。　　应用：高速开关二极管、小信号二极管通常采用该类封装。　　优点：适合高密度电路板设计，减小整体尺寸和重量。　　3. SMA、SMB、SMC 封装　　特点：表贴封装，尺寸逐渐增大，适用于较大功率的二极管。　　应用：大电流肖特基二极管、整流二极管。　　优点：散热良好，承受较大电流，适合自动化生产。　　4. DO-201AD 封装　　特点：轴向引线，较厚的玻璃管封装，体积比DO-41大。　　应用：大电流整流器件，适用于功率较高的电路。　　优点：良好散热，适合电源整流器和电力电子装置。　　5. SOT-23 封装　　特点：小型三脚表贴封装，常用于三极管和双极性二极管。　　应用：小信号开关二极管、齐纳管。　　优点：体积极小，适合移动和微型电子设备。　　6. TO-220 封装　　特点：直立式插针和金属散热片，体积较大。　　应用：功率二极管、大功率稳压二极管。　　优点：优异的散热能力，适合高电流、大功率应用。　　7. SOD-54 封装　　特点：小型矩形封装，表面贴装。　　应用：快速恢复二极管和小功率整流二极管。　　优点：方便自动化和机器焊接。　　封装选择的影响因素　　功率和电流大小　　大功率和大电流二极管需要较好的散热措施，通常选用TO-220、DO-201等散热性能强的封装。　　安装方式　　手工焊接多用轴向引线封装，自动化贴片工艺偏向表面贴装封装(如SMD)。　　空间限制　　空间紧凑电路多使用体积小巧的贴片封装，如SOT-23、SOD-123。　　环境和机械要求　　严苛环境中，高强度封装更为可靠。　　总结来说，二极管的封装形式多种多样，各具特色。合理选择封装形式，不仅能够保证二极管的性能和寿命，还能提升整个电子设备的可靠性和工作效率。

2026-10-15 13:06 阅读量：338

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