幾乎在所有的電(dian)子電(dian)路(lu)中，都要(yao)用到半導體二極管，它(ta)在許多(duo)的電(dian)路(lu)中起(qi)著(zhu)重要(yao)的作用，它(ta)是誕(dan)生最早的半導體器件之(zhi)一，其應(ying)用也非常廣泛。

　　二極管(guan)的工作原(yuan)理(li)

　　晶(jing)體二極管為一個由(you)p型(xing)半導體和n型(xing)半導體形成(cheng)(cheng)的(de)p-n結(jie)，在(zai)(zai)其界面(mian)處兩側形成(cheng)(cheng)空間(jian)電(dian)(dian)(dian)荷(he)層(ceng)，并(bing)建(jian)有(you)自建(jian)電(dian)(dian)(dian)場。當不存在(zai)(zai)外加(jia)電(dian)(dian)(dian)壓時，由(you)于p-n 結(jie)兩邊載流子濃度差引起(qi)的(de)擴散電(dian)(dian)(dian)流和自建(jian)電(dian)(dian)(dian)場引起(qi)的(de)漂移(yi)電(dian)(dian)(dian)流相等而處于電(dian)(dian)(dian)平(ping)衡(heng)狀態。

　　當外界有正向電(dian)壓偏(pian)置時，外界電(dian)場和自(zi)建電(dian)場的(de)互相抑消作用使載流子的(de)擴散電(dian)流增加引(yin)起了正向電(dian)流。

　　當外(wai)界(jie)有反(fan)向(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)偏置時，外(wai)界(jie)電(dian)場和(he)自建(jian)電(dian)場進一步(bu)加(jia)強，形成(cheng)在一定(ding)反(fan)向(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)范圍內與反(fan)向(xiang)(xiang)偏置電(dian)壓(ya)值無關的反(fan)向(xiang)(xiang)飽和(he)電(dian)流I0。

　　當外加(jia)的(de)反向電(dian)壓高到(dao)一定程度時，p-n結空間電(dian)荷層中(zhong)的(de)電(dian)場強(qiang)度達到(dao)臨界值產生(sheng)載(zai)流子的(de)倍增過程，產生(sheng)大量電(dian)子空穴對，產生(sheng)了數值很大的(de)反向擊穿電(dian)流，稱為二(er)極管(guan)的(de)擊穿現象。

　　二極管的類型

　　二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)種(zhong)類有很多，按照所用的(de)半導(dao)體(ti)材料，可分為鍺二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(Ge管(guan)(guan)(guan))和硅二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(Si管(guan)(guan)(guan))。根據其不同用途，可分為檢波二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)、整流二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)、穩壓(ya)二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)、開(kai)關二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)等(deng)。按照管(guan)(guan)(guan)芯(xin)結(jie)構，又(you)可分為點(dian)接觸(chu)(chu)型二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)、面接觸(chu)(chu)型二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)及平面型二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)。點(dian)接觸(chu)(chu)型二(er)極(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)是用一根很細的(de)金屬絲(si)壓(ya)在光(guang)潔的(de)半導(dao)體(ti)晶片表面，通(tong)以(yi)脈沖電(dian)流，使觸(chu)(chu)絲(si)一端與晶片牢(lao)固地燒結(jie)在一起，形成(cheng)一個“PN結(jie)”。由于是點(dian)接觸(chu)(chu)，只允許通(tong)過(guo)較小的(de)電(dian)流(不超(chao)過(guo)幾十毫安)，適用于高頻(pin)小電(dian)流電(dian)路(lu)，如(ru)收音機的(de)檢波等(deng)。

　　面(mian)接(jie)觸型二(er)極管的“PN結”面(mian)積較(jiao)大(da)，允許通過較(jiao)大(da)的電流(liu)(liu)(幾(ji)安到幾(ji)十安)，主要(yao)用于把交流(liu)(liu)電變換(huan)成(cheng)直流(liu)(liu)電的“整流(liu)(liu)”電路(lu)中。

　　平面型二(er)極管是一種特制的硅(gui)二(er)極管，它不僅能通過較大的電(dian)(dian)流，而(er)且(qie)性能穩定可(ke)靠(kao)，多用于開關、脈沖及高頻電(dian)(dian)路中。

　　二極管的導電(dian)特性

　　二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)管最重要的特性(xing)就是(shi)單(dan)方向導電(dian)性(xing)。在(zai)電(dian)路中(zhong)，電(dian)流(liu)只能從二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)管的正極(ji)(ji)(ji)流(liu)入(ru)，負極(ji)(ji)(ji)流(liu)出(chu)。下面通過(guo)簡(jian)單(dan)的實驗說(shuo)明(ming)二(er)(er)極(ji)(ji)(ji)管的正向特性(xing)和反向特性(xing)。

　　1、正向特性

　　在電(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中，將二極(ji)(ji)(ji)管(guan)的(de)正極(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)在高電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)端，負極(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)在低電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)端，二極(ji)(ji)(ji)管(guan)就會(hui)導(dao)通(tong)(tong)，這種(zhong)連接(jie)(jie)方式，稱為(wei)正向(xiang)偏置。必須說明(ming)，當加在二極(ji)(ji)(ji)管(guan)兩端的(de)正向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓很小時，二極(ji)(ji)(ji)管(guan)仍然不能(neng)導(dao)通(tong)(tong)，流過(guo)二極(ji)(ji)(ji)管(guan)的(de)正向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)流十分微弱。只(zhi)有當正向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓達到(dao)某一(yi)數值(這一(yi)數值稱為(wei)“門(men)檻電(dian)(dian)(dian)(dian)壓”，鍺(zang)管(guan)約(yue)為(wei)0.2V，硅管(guan)約(yue)為(wei)0.6V)以后，二極(ji)(ji)(ji)管(guan)才能(neng)直正導(dao)通(tong)(tong)。導(dao)通(tong)(tong)后二極(ji)(ji)(ji)管(guan)兩端的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓基本上保持不變(bian)(鍺(zang)管(guan)約(yue)為(wei)0.3V，硅管(guan)約(yue)為(wei)0.7V)，稱為(wei)二極(ji)(ji)(ji)管(guan)的(de)“正向(xiang)壓降(jiang)”。

　　2、反向特性

　　在(zai)(zai)電(dian)(dian)子電(dian)(dian)路中，二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)的正極(ji)(ji)接(jie)(jie)(jie)在(zai)(zai)低電(dian)(dian)位端(duan)，負極(ji)(ji)接(jie)(jie)(jie)在(zai)(zai)高電(dian)(dian)位端(duan)，此時二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)中幾乎沒有(you)電(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過(guo)，此時二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)處于(yu)截止狀態(tai)，這(zhe)種連接(jie)(jie)(jie)方(fang)式，稱為反向(xiang)(xiang)偏置。二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)處于(yu)反向(xiang)(xiang)偏置時，仍然會(hui)有(you)微弱的反向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過(guo)二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)，稱為漏電(dian)(dian)流(liu)(liu)。當(dang)二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)兩端(duan)的反向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)壓增(zeng)大(da)到某一(yi)數值，反向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)會(hui)急劇增(zeng)大(da)，二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)將失(shi)去單(dan)方(fang)向(xiang)(xiang)導電(dian)(dian)特(te)性，這(zhe)種狀態(tai)稱為二(er)(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)的擊穿。

　　二極(ji)管(guan)的(de)主(zhu)要參(can)數

　　用來表示二極(ji)(ji)管的性能好壞和(he)適用范圍(wei)的技術指(zhi)標，稱為二極(ji)(ji)管的參數。不同(tong)類型(xing)的二極(ji)(ji)管有不同(tong)的特性參數。對初學者而言，必須了解以下(xia)幾個(ge)主要參數：

　　1、額(e)定正向(xiang)工(gong)作電(dian)流

　　是指二(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)長(chang)期連續工作(zuo)時允許(xu)通過(guo)(guo)的最大正(zheng)(zheng)向(xiang)電流值(zhi)。因為(wei)(wei)電流通過(guo)(guo)管(guan)(guan)(guan)(guan)子時會使(shi)(shi)管(guan)(guan)(guan)(guan)芯(xin)發(fa)熱(re)，溫(wen)度(du)上升，溫(wen)度(du)超過(guo)(guo)容許(xu)限(xian)度(du)(硅管(guan)(guan)(guan)(guan)為(wei)(wei)140左(zuo)右，鍺(zang)管(guan)(guan)(guan)(guan)為(wei)(wei)90左(zuo)右)時，就會使(shi)(shi)管(guan)(guan)(guan)(guan)芯(xin)過(guo)(guo)熱(re)而(er)損壞。所以，二(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)使(shi)(shi)用(yong)中不要超過(guo)(guo)二(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)額定(ding)正(zheng)(zheng)向(xiang)工作(zuo)電流值(zhi)。例(li)如，常用(yong)的IN4001-4007型鍺(zang)二(er)極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)的額定(ding)正(zheng)(zheng)向(xiang)工作(zuo)電流為(wei)(wei) 1A。

　　2、最(zui)高反(fan)向工作電壓

　　加在(zai)二(er)極管兩端的反(fan)(fan)向(xiang)電壓(ya)高到一定值時(shi)，會(hui)將(jiang)管子擊穿，失(shi)去單向(xiang)導(dao)電能力。為(wei)了保證使用(yong)安全，規定了最高反(fan)(fan)向(xiang)工作電壓(ya)值。例(li)如，IN4001二(er)極管反(fan)(fan)向(xiang)耐壓(ya)為(wei)50V，IN4007反(fan)(fan)向(xiang)耐壓(ya)為(wei)1000V。

　　3、反向電流

　　反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)是(shi)(shi)指二(er)極(ji)管(guan)(guan)在規定(ding)(ding)的(de)(de)溫度和(he)最(zui)高(gao)(gao)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)作用下，流(liu)(liu)(liu)過(guo)二(er)極(ji)管(guan)(guan)的(de)(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)。反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)越小(xiao)，管(guan)(guan)子的(de)(de)單方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)導(dao)電(dian)性能越好。值得注意的(de)(de)是(shi)(shi)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)與溫度有著(zhu)密切(qie)的(de)(de)關系，大約溫度每升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)10，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)增大一倍。例如2AP1型鍺二(er)極(ji)管(guan)(guan)，在25時反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)若為(wei)250uA，溫度升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)到35，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)將上(shang)升(sheng)(sheng)到 500uA，依此類推，在75時，它的(de)(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)已達8mA，不(bu)僅(jin)失(shi)去了單方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)導(dao)電(dian)特(te)性，還會使管(guan)(guan)子過(guo)熱而損壞。又(you)如，2CP10型硅二(er)極(ji)管(guan)(guan)，25時反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)僅(jin)為(wei)5uA，溫度升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)到75時，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)也不(bu)過(guo)160uA。故硅二(er)極(ji)管(guan)(guan)比(bi)鍺二(er)極(ji)管(guan)(guan)在高(gao)(gao)溫下具有較好的(de)(de)穩定(ding)(ding)性。

　　測(ce)試二極(ji)管的好壞

　　初學者(zhe)在業余條(tiao)件下可(ke)以使用萬用表測(ce)試二極(ji)管(guan)性能的(de)(de)好壞。測(ce)試前(qian)先把萬用表的(de)(de)轉(zhuan)換開關(guan)撥到(dao)歐姆檔的(de)(de)RX1K檔位(注意不(bu)要使用RX1檔，以免(mian)電流過大(da)燒壞二極(ji)管(guan))，再將紅、黑兩根表筆短路，進行歐姆調零。

　　1、正向(xiang)特性測試

　　把萬用表的(de)(de)(de)黑表筆(bi)(表內(nei)正(zheng)極)搭(da)觸二極管(guan)(guan)的(de)(de)(de)正(zheng)極，，紅表筆(bi)(表內(nei)負極)搭(da)觸二極管(guan)(guan)的(de)(de)(de)負極。若(ruo)表針不擺到(dao)0值而是(shi)停在標(biao)度(du)盤的(de)(de)(de)中間，這時的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)值就(jiu)是(shi)二極管(guan)(guan)的(de)(de)(de)正(zheng)向(xiang)(xiang)電阻(zu)(zu)，一般正(zheng)向(xiang)(xiang)電阻(zu)(zu)越小越好。若(ruo)正(zheng)向(xiang)(xiang)電阻(zu)(zu)為0值，說明管(guan)(guan)芯短路損壞，若(ruo)正(zheng)向(xiang)(xiang)電阻(zu)(zu)接近(jin)無(wu)窮大值，說明管(guan)(guan)芯斷(duan)路。短路和斷(duan)路的(de)(de)(de)管(guan)(guan)子都不能使用。

　　2、反向特(te)性測試

　　把萬且表(biao)的(de)紅表(biao)筆搭觸二極(ji)管(guan)的(de)正(zheng)極(ji)，黑表(biao)筆搭觸二極(ji)管(guan)的(de)負極(ji)，若表(biao)針指在無(wu)窮(qiong)大值或接(jie)近無(wu)窮(qiong)大值，管(guan)子就是合(he)格的(de)。

　　二極管的應用

　　1、整流二極管

　　利(li)用二極管單向(xiang)導電(dian)性，可以把方向(xiang)交替變化的交流電(dian)變換成單一方向(xiang)的脈(mo)動直流電(dian)。

　　2、開關元件

　　二(er)極管(guan)在(zai)正向電(dian)壓(ya)作用(yong)下電(dian)阻(zu)很(hen)小(xiao)，處于(yu)導通狀態，相(xiang)當(dang)于(yu)一只接通的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan);在(zai)反向電(dian)壓(ya)作用(yong)下，電(dian)阻(zu)很(hen)大，處于(yu)截止狀態，如同一只斷開(kai)(kai)的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)。利用(yong)二(er)極管(guan)的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)特性(xing)，可以組成各種邏輯電(dian)路。

　　3、限幅元件

　　二極管正(zheng)向(xiang)導通后，它的正(zheng)向(xiang)壓(ya)降基(ji)本(ben)保持不變(硅管為0.7V，鍺管為0.3V)。利用這一(yi)特性，在電(dian)路(lu)中作(zuo)為限幅(fu)元件，可以把信號幅(fu)度限制在一(yi)定范圍內。

　　4、繼流二極管

　　在(zai)開關(guan)電源的電感中(zhong)和繼電器(qi)等感性負(fu)載中(zhong)起繼流(liu)作用。

　　5、檢波二極管

　　在(zai)收(shou)音(yin)機中起檢波作用(yong)。

　　6、變容二極管

　　使用于(yu)電視機的高頻(pin)頭中。