# 二极管
# 概念
一种由半导体材料制成的具有单向导电性能的电子元器件
- 半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质
# 组成
由一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结加上相应的电极引线及管壳封装构成
- N型半导体：电子型半导体，自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体
- P型半导体：空穴型半导体，以带正电的空穴导电为主
# 工作原理
PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流
PN结具有单向导电性
# 分类
PN结型二极管(双极型)
| 种类 | 用途 |
|---|---|
| 整流二极管 | 整流 |
| 开关二极管 | 整流 |
| 快速恢复二极管(FRD) | 整流 |
| 齐纳二极管 稳压用 | 稳压 |
| 齐纳二极管 保护用 | 稳压 |
| ESD保护二极管(TVS) | 稳压 |
| 波段开关二极管*PIN二极管 | 高频 |
| 二极管整流桥 | 整流 |
| 阶跃恢复二极管(SRD) | 整流 |
| 雪崩二极管(ABD) | 稳压 |
| 变容二极管 | 电容 |
金属-半导体接触二极管(单极型)
| 种类 | 用途 |
|---|---|
| 肖特基二极管(SBD) | 整流 |
| SiC肖特基二极管(SiC SBD) | 整流 |
| 检波肖特基二极管 | 高频 |
PN结二极管光半导体
- 贴片LED
- 激光二极管
- 光电二极管
结型FET(JFET) - 恒流二极管(CRD)
# 特性
# 正向
- 导通电压：正向超过某一数值后，二极管才有明显的正向电流。室温下，硅管的Vth约为0.5V，锗管的Vth约为0.1V
- 大于导通电压的区域称为导通区。当流过二极管的电流Ｉ比较大时，二极管两端的电压几乎维持恒定，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）
# 反向
- 在反向电压小于反向击穿电压的范围内，由少数载流子形成的反向电流很小，而且与反向电压的大小基本无关。此部分为截止区。
由二极管的正向与反向特性可直观的看出：①二极管是非线性器件；②二极管具有单向导电性
# 反向击穿
当反向电压增加到某一数值VBR时，反向电流急剧增大的现象
# 温度影响
温度升高会导致正向特性左移(导通电压降低，正向压降降低)，反向特性下移(反向电流增加)
# 击穿
二极管击穿分为电击穿和热击穿，电击穿过程是可逆的，热击穿是任何时候都需要避免的
- 电击穿
- 雪崩击穿
PN结掺杂浓度低，所加反向电压较高，击穿电压与浓度成反比(一般需要比较高的电压>6V) - 齐纳击穿
PN结掺杂浓度高，所加反向电压较低，阻挡层很薄，如稳压管(齐纳二极管)
采取适当的掺杂工艺，可将硅PN结的雪崩击穿电压控制在8~1000V，而齐纳击穿电压低于5V
- 热击穿
使用二极管过程中，由于反向电流和反向电压过大，使得PN结功耗变大，超过PN结的允许功耗，温度上升直到过热使PN结击穿的现象
热击穿后二极管将发生永久性损坏
# 参数
- IO(平均整流电流 PEAK Average Rectified Output Current)
实际应用电流部分设计参考(网络，库中这个参数并无重点标记，部分规格书无此参数) - IF(最大整流电流Forward Continuous Current)
二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值 - VRRM(最大可重复峰值反向电压Maximum Repetitive Peak Reverse Voltage)库中填此参数
包括所有重复瞬态电压，不包括不重复瞬态电压
通常与电路相关，比如交流信号每个周期的最高点即重复峰值电压 - VRM(反向峰值电压Peak Reverse Voltage)
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(IR)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(VBR)的一半作为VRM
反向不重复峰值电压Non-Repetitive Peak Reverse Voltage，通常由外部因素引起，半导体整流二极管两端出现的任何不重复最大瞬时值的瞬态方向电压。可以认为就是二极管最高反向工作电压待确认
- IR(反向电流Reverse Current/反向漏电电流Reverse Leakage Current)
- 反向电流是指二极管在规定的温度和反向电压作用下，流过二极管的反向电流。
- 不同的反向电压下反向电流不同。
- 反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。
- 反向电流与温度密切相关，大约温度每升高100℃，反向电流增大一倍。
- 硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。
- CT(结电容Diode Junction Capacitance)
- 结电容的大小直接表示了二极管的频率特性。
- 由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路，导致二极管失去单向导电性，不能工作
- PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作
- IFSM(正向浪涌电流Forward Surge Current)
允许流过的瞬间电流，超过这个值会损坏二极管 - TRR(反向恢复时间Reverse Recovery Time)
从正向电压变成反向电压时，电流一般不能瞬时截止，要延迟一点时间，这个时间就是反向恢复时间
这个参数决定了二极管的开关速度
# 判别
# 外观
# 原理图和PCB丝印
# 封装
# 肖特基二极管
金属与半导体接触形成金属-半导体结(非PN结)
也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，是一种热载流子二极管
特点
开关频率高，反向恢复时间极短(可以小到几纳秒)，正向压降低，正向导通压降仅0.4V左右
