第5章　二极管的功能特点与识别检测

5.1　二极管的种类特点

5.1.1 了解二极管的分类

二极管是具有一个PN结的半导体器件。其内部由一个P型半导体和N型半导体组成，在PN结两端引出相应的电极引线，再加上管壳密封便可制成二极管。

图5-1为电路板上的二极管。

二极管的种类较多，按功能可以分为整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光敏二极管、检波二极管、变容二极管、双向触发二极管等。

5.1.2 整流二极管

整流二极管是一种对电压具有整流作用的二极管，即可将交流电整流成直流电，常应用于整流电路中。整流二极管多为面结合型二极管，结面积大，结电容大，但工作频率低，多采用硅半导体材料制成。

整流二极管的外形特点如图5-2所示。

面接触型二极管是指内部PN结采用合金法或扩散法制成的二极管。由于这种制作工艺中PN结的面积较大，所以能通过较大的电流。但其工作频率较低，故常用作整流元件。

相对于面接触型二极管而言，还有一种PN结面积较小的点接触型二极管，是由一根很细的金属丝与一块N型半导体晶片的表面接触，使触点和半导体牢固地熔接构成PN结。这样制成的PN结面积很小，只能通过较小的电流和承受较低的反向电压，但高频特性好。因此，点接触型二极管主要用于高频和小功率电路，或用作数字电路中的开关元件。

5.1.3 稳压二极管

稳压二极管是由硅材料制成的面接触型二极管。它利用PN结反向击穿时，其两端电压固定在某一数值上，电压值不随电流的大小变化，因此可达到稳压的目的。稳压二极管的外形特点如图5-3所示。

在半导体器件中，PN结具有正向导通、反向截止的特性。若反向施加的电压过高，则该电压足以使其内部的PN结反方向导通，这个电压被称为击穿电压。

在实际应用中，当加在稳压二极管上的反向电压临近击穿电压时，二极管反向电流急剧增大，发生击穿（并非损坏）。这时电流可在较大的范围内改变，管子两端的电压基本保持不变，起到稳定电压的作用，其特性与普通二极管不同。

5.1.4 光敏二极管

光敏二极管又称光电二极管。当受到光照射时，反向阻抗会随之变化（随着光照的增强，反向阻抗由大到小），利用这一特性，光敏二极管常作为光电传感器件使用。

光敏二极管的实物外形如图5-4所示。

5.1.5 发光二极管

发光二极管是指在工作时能够发出亮光的二极管，简称LED，常作为显示器件或光电控制电路中的光源。发光二极管具有工作电压低、工作电流很小、抗冲击和抗振性能好、可靠性高、寿命长的特点。图5-5为发光二极管的外形特点。

发光二极管是一种利用PN结正向偏置时两侧的多数载流子直接复合释放出光能的发光器件，在正常工作时，处于正向偏置状态，在正向电流达到一定值时就会发光。

5.1.6 检波二极管

检波二极管是利用二极管的单向导电性，再与滤波电容配合，可以把叠加在高频载波上的低频包络信号检出来的器件。

图5-6检波二极管的外形特点。

检波二极管具有较高的检波效率和良好的频率特性，常用在收音机的检波电路中。检波效率是检波二极管的特殊参数，是指在检波二极管输出电路的电阻负载上产生的直流输出电压与加于输入端的正弦交流信号电压峰值之比的百分数。

5.1.7 变容二极管

变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性半导体元件，在电路中起电容器的作用，广泛用在参量放大器、电子调谐及倍频器等高频和微波电路中。

图5-7为变容二极管的外形特点。

变容二极管是利用PN结空间能保持电荷且具有电容器特性原理制成的特殊二极管。该二极管两极之间的电容量为3～50pF，实际上是一个电压控制的微调电容。

5.1.8 双向触发二极管

双向触发二极管又称为二端交流器件（简称DIAC），是一种具有三层结构的对称两端半导体器件，常用来触发晶闸管或用于过压保护、定时、移相电路。双向触发二极管的外形特点如图5-8所示。

5.1.9 开关二极管

开关二极管是利用二极管的单向导电性对电路进行“开通”或“关断”的控制。导通/截止速度非常快，能满足高频和超高频电路的需要，广泛应用于开关和自动控制等电路中。图5-9为开关二极管的外形特点。

开关二极管一般采用玻璃或陶瓷外壳封装以减小管壳的电容。通常，开关二极管从截止（高阻抗）到导通（低阻抗）的时间称为“开通时间”；从导通到截止的时间称为“反向恢复时间”；两个时间的总和统称为“开关时间”。开关二极管的开关时间很短，是一种非常理想的电子开关，具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点。

5.1.10 快恢复二极管

快恢复二极管（简称FRD）也是一种高速开关二极管。这种二极管的开关特性好，反向恢复时间很短，正向压降低，反向击穿电压较高（耐压值较高）。

快恢复二极管的外形特点如图5-10所示。

二极管根据半导体制作材料分为锗二极管和硅二极管，如图5-11所示。因材料不同，这两种二极管的性能也有所不同。在一般情况下，锗二极管正向电压降比硅管小，通常为0.2～0.3V，硅二极管为0.6～0.7V。锗二极管的耐高温性能不如硅二极管。