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你知道這二十種二極體嗎?
2025-11-19 1508

檢波二極體

檢波二極體的主要功能是從高頻訊號中提取低頻訊號。它們採用點接觸結構,這意味著它們具有較小的結電容,並且可以在高頻下工作。通常,它們由鍺材料製成。從原理上講,從輸入訊號中提取調製訊號的過程稱為檢波。以100mA的整流電流為界限,輸出電流小於100mA的二極體稱為檢波二極體。鍺點接觸型二極體可以工作在高達400MHz的頻率,具有低正向壓降、小結電容、高檢波效率和良好的頻率特性,例如2AP型二極體。除了檢波之外,這些二極體還可以用於電路中的限幅、削波、調變、混頻、開關等功能。此外,還有專門用於調頻(FM)檢波的兩個具有一致特性的二極體組合。

 

整流二極管

從原理上講,將交流電 (AC) 輸入轉換為直流電 (DC) 輸出的過程稱為整流。以 100 mA 的整流電流為界限,輸出電流大於 100 mA 的元件稱為整流二極體。它們採用平面結構,導致結電容較大,通常用於 3 kHz 以下的工作頻率。最大反向電壓範圍從 25 伏特到 3000 伏,分為 A 到 X 共 22 個等級。它們可分為以下幾類:① 矽半導體整流二極體(2CZ 型),② 矽橋式整流器(QL 型),以及 ③ 用於工作頻率接近 100 kHz 的電視機的高壓矽堆(2CLG 型)。

 

限幅二極體

當二極體正向偏壓並導通時,其正向壓降基本上保持恆定(矽二極體為 0.7 V,鍺二極體為 0.3 V)。此特性在電路中被用作限幅元件,以將訊號幅度限制在一定範圍內。大多數二極體都可用於限幅。此外,還有一些專用的限幅二極體,例如用於保護儀器的二極體和高頻齊納二極體。為了增強對尖峰訊號的抑制能力,通常會使用矽二極體。也有一些元件由多個串聯的整流二極體組成,根據所需的限幅電壓來決定其工作電壓。

 

調製二極體

這通常指的是專用於環形調製的二極體,它是由四個具有一致正向特性的二極體組合而成。雖然其他變容二極體也有調製應用,但它們通常直接用於頻率調製。

 

混合二極體

在使用二極體混頻方法時,在 500 Hz 至 10,000 Hz 的頻率範圍內,通常會使用蕭特基二極體和點接觸二極體。

 

放大二極體

利用二極體進行放大通常涉及負阻裝置,例如隧道二極體和體效應二極體,以及利用變容二極體進行參量放大。因此,放大二極體通常指的是隧道二極體、體效應二極體和變容二極體。

 

開關二極管

二極體正向偏壓時電阻極低,處於導通狀態,類似閉合的開關;反向偏壓時電阻極高,處於截止狀態,類似斷開的開關。二極體的開關特性可用於建構各種邏輯電路。開關二極體分為用於小電流(約 10 mA)邏輯運算的二極體和用於數百毫安培電流磁芯激勵的二極體。小電流開關二極體通常是點接觸二極體和鍵型二極體,而矽擴散二極體、檯面二極體和平面二極體則可用於高溫環境。開關二極體的主要優點是其快速的開關速度。肖特基二極體的開關時間尤其短,是理想的開關二極體。 2AK 型點接觸二極體用於中速開關電路,而 2CK 型平面二極體用於高速開關電路。它們也可用於開關、限流、箝位或檢測電路。肖特基(SBD)矽大電流開關二極體具有正向壓降低、速度快、效率高等優點。

 

變容二極管

變容二極體是一種用於自動頻率控制 (AFC) 和調諧的小功率二極體。在日本製造商中,它們也被稱為其他名稱。透過施加反向電壓,二極體的結電容會改變。因此,它們被廣泛應用於自動頻率控制、掃描振盪、頻率調製和調諧等領域。通常,它們採用矽擴散製程製造,但其他特殊類型,例如合金擴散、外延結和雙擴散二極管,也被使用,因為這些二極體的電容隨電壓變化特別大。結電容隨反向電壓 VR 變化,可取代可變電容器,並用於調諧電路、振盪器電路和鎖相環。它們常用於電視高頻頭的頻道轉換和調諧電路中,並且大多由矽製成。

 

倍頻二極體

利用二極體進行倍頻有兩種:變容二極體倍頻和階躍(或突變)恢復二極體倍頻。用於倍頻的變容二極體也稱為可變電抗二極體。雖然可變電抗二極體的工作原理與用於自動頻率控制的變容二極體相同,但電抗二極體的結構可以承受更高的功率。階躍恢復二極管,也稱為階躍恢復二極管,在從導通狀態切換到截止狀態時具有很短的反向恢復時間 trr。因此,它們的主要優點是快速切換到截止狀態時具有顯著的短轉換時間。如果將正弦波施加到階躍恢復二極體上,由於轉換時間 tt 很短,輸出波形會被急劇截斷,產生許多高頻諧波。

 

齊納二極管

這種二極體利用二極體的反向擊穿特性,在其兩端保持近乎恆定的電壓,從而穩定電路中的電壓。它是一種替代穩壓電子二極體的產品。這種二極體具有陡峭的反向擊穿特性曲線,可用作控制電壓和參考電壓。二極體的工作電壓(也稱為齊納電壓)範圍約為 3V 至 150V,許多等級以 10% 為單位進行細分。功率方面,產品範圍從 200mW 到 100W 以上。工作在反向擊穿狀態的二極體由矽材料製成,具有極小的動態電阻 RZ,典型型號為 2CW、2CW56 等;兩個互補二極管反向串聯以降低溫度係數的型號為 2DW。

齊納二極體的溫度係數α:α表示每變化1°C溫度,穩壓電壓的變化量。穩壓電壓小於4V的二極體具有負溫度係數(由於齊納擊穿),這意味著穩壓電壓隨溫度升高而降低(溫度升高導致價電子躍遷到更高的能階);穩壓電壓大於7V的二極體具有正溫度係數(由於雪崩擊穿),這意味著穩壓電壓隨溫度升高而升高(溫度升高導致原子振動幅度增大,阻礙載流子運動);穩壓電壓介於4V和7V之間的二極管具有非常小的溫度係數,接近於零(同時發生齊納擊穿和雪崩擊穿)。

 

PIN 二極體

PIN二極體是一種晶體二極體,其結構為P區和N區之間夾有一層本徵半導體(或低雜質濃度半導體)。 PIN中的「I」代表「本徵」。當工作頻率高於100 MHz時,由於本徵層中少數載子的儲存效應和渡越時間效應,二極體失去整流特性,轉變為阻抗元件,其阻抗值隨偏壓變化。在零偏壓或反向偏壓時,本徵區的阻抗非常高;在正向偏壓時,由於載子注入本徵區,本徵區呈現低阻抗狀態。因此,PIN二極體可用作可變阻抗元件。它常用於高頻開關(微波開關)、移相、調變、限幅等電路。

 

雪崩二極管

這是一種在施加電壓作用下能夠產生高頻振盪的電晶體。其產生高頻振盪的工作原理如下:利用雪崩擊穿將載子注入晶體,由於載子穿過晶圓的渡越時間有限,電流落後於電壓,產生延遲時間。如果能夠適當控制渡越時間,即可達到高頻振盪。

 

隧道二極管

隧道二極體是一種晶體二極體,其主要電流成分為穿隧電流。其基體材料為砷化鎵和鍺。 P型區和N型區都被高度摻雜(即含有高濃度的雜質)。穿隧電流是由這些簡併半導體的量子力學效應所產生的。隧道效應的產生需要滿足以下三個條件:① 費米能階位於導帶與價帶之間;② 空間電荷層必須非常窄(小於0.01微米);簡併半導體中P型區電洞能階與N型區電子能階之間存在重疊的可能性。隧道二極體是一種雙端主動元件。其主要參數是峰谷電流比(IP/PV),其中下標“P”表示“峰值”,下標“V”表示“谷值”。隧道二極體可用於低雜訊高頻放大器和高頻振盪器(工作頻率可達毫米波頻段),也可用於高速開關電路。

 

階躍恢復二極體

這也是一種具有PN結的二極體。其結構特徵是PN結邊界處存在陡峭的雜質分佈,從而形成「自持電場」。由於PN結在正向偏壓下由少數載子導電,且PN結附近存在電荷儲存效應,因此反向電流需要一定的「儲存時間」才能降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復二極體的「自持電場」縮短了儲存時間,使反向電流能夠快速截止,並產生豐富的諧波分量。這些諧波分量可用於設計梳狀頻譜產生電路。階躍恢復二極體廣泛應用於脈衝電路和高次諧波電路。

 

肖特基勢壘二極體

這是一種具有「金屬-半導體接面」結構的肖特基二極體,具有低正向壓降。金屬層可由金、鉬、鎳和鈦等材料製成。半導體材料通常為矽或砷化鎵,一般為N型半導體。此元件由多數載子導電,因此其反向飽和電流遠大於由少數載子導電的PN接面。由於肖特基二極體中少數載子的儲存效應極小,其頻率響應僅受RC時間常數的限制,使其成為高頻和快速開關應用的理想裝置。其工作頻率可達100 GHz。此外,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極體可用於製造太陽能電池或發光二極體。它還可以用作續流二極體,為開關電源和繼電器等感性負載中的電感器提供續流功能。

 

阻尼二極體

阻尼二極體常用於高頻電壓電路。它們具有較高的反向工作電壓和峰值電流,以及較低的正向壓降。這些高頻高壓整流二極體用於電視機水平掃描電路中的阻尼和升壓。常見的阻尼二極體包括2CN1、2CN2和BSBS44。

 

瞬態電壓抑制二極體

TVP二極體可為電路提供快速過壓保護。它有雙極型和單極型兩種類型,按峰值功率(500W - 5000W)和電壓(8.2V - 200V)分類。

 

雙基極二極體(單晶電晶體)

這是一款三端負阻元件,具有兩個基極和一個發射極。它常用於弛張振盪器電路和定時電壓讀出電路。此元件具有頻率調節方便、溫度穩定性好等優點。

 

發光二極體(LED)

這些由磷化鎵和砷化鎵磷材料製成的LED體積小巧,正向偏置時即可發光。它們工作電壓和電流都很低,發光均勻,壽命長,並且能夠發出紅、黃、綠、藍四種單色光。隨著技術的進步,高亮度白光LED也得到了發展,催生了新興的LED照明產業。它們也被廣泛應用於VCD、DVD、計算器和其他裝置的顯示器中。

 

矽功率開關二極體

矽功率開關二極體具有高速導通和截止能力,主要用於高功率開關電路或穩壓電路、直流變換器、高速馬達調速,以及驅動電路中的高頻整流和續流箝位。它具有軟恢復特性和強過載能力等優點,廣泛應用於電腦電源、雷達電源和步進馬達調速等領域。


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