在本教程中，我们将学习不同类型的二极管。这些包括小信号二极管，齐纳二极管，发光二极管，肖特基二极管，隧道二极管，雪崩二极管等。本文将简要介绍不同类型的二极管及其基本功能和相应的电路符号。
大纲
简介
二极管是一种双端电子设备/组件，其功能是单向开关，即它们只允许电流在一个方向流动。这些二极管是用硅、锗和砷化镓等半导体材料制造的。
二极管的两个端子被称为阳极和阴极。根据这两个端子之间的电位差，二极管的操作可以分为两种方式:
- 如果阳极比阴极有更高的电位，那么二极管被称为正偏置，它允许电流流动。
- 如果阴极比阳极有更高的电位，那么二极管被称为反向偏置，它不允许电流流动。
不同类型的二极管有不同的电压要求。对于硅二极管，正向电压为0.7V，对于锗二极管，正向电压为0.3V。通常，在硅二极管中，二极管一端的暗带表示阴极端子，另一端表示阳极。
二极管的主要应用之一是整流，即将交流转换为直流。由于二极管只允许电流在一个方向流动，而阻止电流在另一个方向流动，二极管用于反极性保护器和瞬态保护器应用。
有许多不同类型的二极管，下面列出了其中一些。
不同类型的二极管
现在让我们简单地看看几种常见的二极管。
1.小信号二极管
它是一种具有非比例特性的小器件，主要应用于高频和极低电流的应用，如收音机和电视机等。为了保护二极管不受污染，它被玻璃包裹着，因此也被称为玻璃钝化二极管。这种类型的流行二极管之一是1N4148。
从外观上看，信号二极管与功率二极管相比非常小。为表示阴极端子，一端用黑色或红色标记。对于高频应用，小信号二极管的性能是非常有效的。
与其他功能相比，信号二极管通常具有较小的载流能力和功耗。通常，它们分别在150mA和500mW的范围内。
小信号二极管可以由硅或锗型半导体材料制成，但二极管的特性随掺杂材料的不同而不同。
小信号二极管用于一般的二极管应用，高速开关，参数放大器和许多其他应用。小信号二极管的一些重要特性是:
- 反向峰值电压(V公关-它是二极管击穿前可施加的最大反向电压。
- 反向电流(我R) -反向偏置时流动的电流(非常小的值)。
- 在最大正向电流(VF在我F）
- 反向恢复时间-反向电流从正向电流降到I所需的时间R．
2.大信号二极管
这些二极管有较大的PN结层。因此，它们通常用于整流，即将交流电转换为直流电。较大的PN结还增加了二极管的正向载流能力和反向阻塞电压。大信号二极管不适合高频应用。
这些二极管的主要应用是在电源供应(整流器，变换器，逆变器，电池充电设备等)。在这些二极管中，正向阻值为少数欧姆，反向阻值为兆欧姆。
由于它具有高电流和电压性能，可用于抑制高峰值电压的电气设备。
3.齐纳二极管
它是一个被动元素，在“齐纳崩溃”的原则下工作。由Clarence Zener于1934年首次制造，它类似于正向偏置条件下的普通二极管，即允许电流流动。
但在反向偏置条件下，二极管只有在施加电压达到击穿电压时才导通，即齐纳击穿。它的设计目的是防止其他半导体器件受到瞬间电压脉冲的影响。它充当电压调节器。
4.发光二极管(LED)
这些二极管把电能转换成光能。第一部电影开始于1968年。它在正向偏压条件下经历了空穴与电子复合产生光形式能量的电致发光过程。
在早期，led非常昂贵，只用于特殊用途。但多年来，led的成本大幅下降。这一点，再加上led极其节能，使其成为家庭、办公室、街道(用于路灯和交通灯)、汽车和手机的主要照明来源。
5.恒流二极管
它也被称为电流调节二极管或限流二极管或二极管连接晶体管。二极管的作用是在特定电流下调节电压。
它的功能是一个两端限流器。在此过程中，JFET作为限流器实现高输出阻抗。恒流二极管符号如下所示。
6.肖特基二极管
在这类二极管中，结是通过半导体材料与金属接触而形成的。因此，正向压降下降到最小。半导体材料是n型硅，作为阳极，金属铬，铂，钨等作为阴极。
由于采用金属结，这些二极管具有高电流传导能力，因此开关时间缩短。因此，肖特基二极管在开关领域有更大的应用。主要是因为金属-半导体结，电压降低，这反过来提高了二极管的性能，减少了功率损耗。因此，这些都是用于高频整流应用。肖特基二极管的符号如下图所示。
7.肖克利二极管
它是最早被发明的半导体器件之一。肖克利二极管有四层。它也被称为PNPN二极管。它等于一个没有栅极的晶闸管，这意味着栅极端是断开的。由于没有触发输入，二极管可以传导的唯一方式是提供正向电压。
一旦它打开“ON”，它就保持开状态，一旦它关闭“OFF”，它就保持关闭状态。二极管有导通和非导通两种工作状态。在非导电状态下，二极管的导电电压较低。
肖克利二极管的符号如下:
肖克利二极管的应用
- 可控硅触发开关。
- 作为弛豫振荡器。
8.步恢复二极管
它也被称为断开二极管或电荷存储二极管。这是一种特殊类型的二极管，它存储正脉冲的电荷，并用于正弦信号的负脉冲。电流脉冲的上升时间等于瞬间停止时间。由于这种现象，它有速度恢复脉冲。
这些二极管的应用是在高阶乘法器和脉冲整形电路。这些二极管的截止频率非常高，接近千兆赫级。
作为倍增器，该二极管的截止频率范围为200 ~ 300 GHz。在10 GHz范围的操作中，这些二极管发挥着至关重要的作用。对于低阶乘法器，效率较高。这个二极管的符号如下所示。
9.隧道二极管
它被用作高速开关，开关速度在几纳秒量级。由于隧道效应，它在微波频段运行速度非常快。它是一种掺杂剂浓度过高的双端器件。
瞬态响应受到结电容和杂散布线电容的限制。主要用于微波振荡器和放大器。它是最负电导的装置。隧道二极管可以通过机械和电气两种方式进行调谐。隧道二极管的符号如下图所示。
隧道二极管的应用
- 振荡电路。
- 微波电路。
- 抗核辐射的。
10.变容二极管
这些也被称为Varicap二极管。它就像可变电容器一样。操作主要只在反向偏置状态下进行。这些二极管是非常著名的，因为它的能力改变电容范围内的电路在恒压流存在。
它们能够将电容变化到高值。在变容二极管中，我们可以通过改变反向偏置电压来减小或增加耗尽层。这些二极管有许多应用，如手机的压控振荡器，卫星预滤波器等。变容二极管的符号如下。
变容二极管的应用
- 压控电容器
- 压控振荡器
- 参量放大器
- 频率因子
- 收音机、电视机和移动电话中的调频发射机和锁相环
11.激光二极管
类似于由p-n结形成有源区的LED。电激光二极管是一种有源区位于本征区的P-I-N型二极管。用于光纤通信、条码读取、激光笔、CD/DVD/蓝光读取和记录、激光打印。
激光二极管类型:
- 双异质结构激光器:在该区域内同时可用的自由电子和空穴。
- 量子阱激光器:具有多个量子阱的激光器被称为多量子阱激光器。
- 量子级联激光器:这是异质结激光器，使激光行动在相对较长的波长。
- 分离约束异质结构激光器:为了弥补量子激光器中的薄层问题，我们采用了分离约束异质结构激光器。
- 分布式布拉格反射激光器:它可以是边缘发射激光器或VCSELS。
激光二极管标志如图所示:
12.瞬态电压抑制二极管
在半导体器件中，由于状态电压的突然变化，会产生瞬变。它们会破坏设备的输出响应。为了克服这个问题，使用了电压抑制二极管。电压抑制二极管的工作原理与齐纳二极管类似。
这些二极管的工作是正常的p-n结二极管，但在瞬态电压时，其工作发生变化。在正常情况下，二极管的阻抗较高。当电路中出现瞬态电压时，二极管进入雪崩击穿区域，在该区域提供低阻抗。
这是非常自发的，因为雪崩击穿的持续时间在Pico秒内。瞬态电压抑制二极管会将电压箝位到固定水平，其箝位电压大多在最小范围内。
这些应用领域包括电信、医疗、微处理器和信号处理。它对过电压的反应比压敏电阻或气体放电管更快。
瞬态电压抑制二极管的符号如下图所示。
该二极管的特点是:
- 泄漏电流
- 最大反向隔离电压
- 击穿电压
- 钳位电压
- 寄生电容
- 寄生电感
- 它能吸收的能量
13.黄金掺杂二极管
在这些二极管中，金被用作掺杂剂。这些二极管比其他二极管快。在这些二极管中，反向偏置情况下的漏电流也更小。即使在更高的电压降下，它也允许二极管在信号频率下工作。在这些二极管中，金有助于少数载流子更快地重组。
14.超级势垒二极管
它是一种像肖特基二极管一样正向压降小、浪涌处理能力强的整流二极管，和像P - N结二极管一样反向漏电流小的整流二极管。它是专为高功率、快速开关和低损耗应用而设计的。超势垒整流器是比肖特基二极管更低正向电压的下一代整流器。
15.珀尔帖效应二极管
在这种类型的二极管中，它在半导体的两种材料交界处产生热量，热量从一个端子流向另一个端子。这种流动只在一个方向上进行，这与电流流动的方向相同。
这种热量是由于少数电荷载流子复合产生的电荷而产生的。这主要用于冷却和加热应用。这种类型的二极管用于传感器和热机的热电冷却。
16.晶体二极管
这也被称为猫须，这是一种点接触二极管。它的作用取决于半导体晶体与点之间的接触压力。
在这个过程中，有一根金属线被压在半导体晶体上。在这种情况下，半导体晶体充当阴极，金属线充当阳极。这些二极管在本质上是过时的。主要用于微波接收机和探测器。
晶体二极管的应用
- 晶体二极管整流器
- 晶体二极管检波器
- 水晶无线电接收机
17.雪崩二极管
这是在雪崩击穿原理下工作的被动元件。它在反向偏置条件下工作。在反向偏置条件下，P - N结产生的电离作用会产生较大的电流。
这些二极管是专门设计的，可以在特定的反向电压下击穿，以防止损坏。雪崩二极管符号如下图所示:
雪崩二极管使用
- 射频噪声产生:它作为天线分析仪桥的射频源，也作为白噪声产生器。
- 用于无线电设备，也用于硬件随机数发生器。
- 微波频率产生:在这种情况下，二极管充当负电阻器件。
- 单光子雪崩探测器:这是用于光级应用的高增益光子探测器。
18.可控硅
它由三个端子组成:阳极、阴极和栅极。它几乎等于肖克利二极管。顾名思义，它主要用于电路中施加小电压时的控制目的。可控硅整流器符号如下图所示:
经营模式:
- 正向阻塞模式(off状态):J1和J3正向偏压，J2反向偏压。它在导通电压以下具有很高的电阻，因此被称为断开状态。
- 正向传导模式(开启状态):通过增加阳极和阴极的电压或在栅极施加正脉冲，我们可以开启。关闭的唯一方法是减少流过它的电流。
- 反向阻断模式(关断状态):可控硅阻断反向电压称为非对称可控硅。主要用于电流源逆变器。
19.真空二极管
真空二极管由两个电极组成，它们分别充当阳极和阴极。阴极由钨组成，钨向阳极方向发射电子。电子流始终只从阴极流向阳极。所以，它就像一个开关。
如果阴极上涂有氧化物材料，则电子发射能力高。阳极在尺寸上有点长，在某些情况下，它们的表面是粗糙的，以降低在二极管中发展的温度。二极管只在一种情况下导电，即阳极相对于阴极端是正的。符号如图所示:
20.PIN二极管
改进版的普通P-N结二极管给出PIN二极管。在PIN二极管中，不需要掺杂。本征材料，即没有载流子的材料，被插入到P区和N区之间，这增加了耗尽层的面积。
当我们施加正向偏置电压时，空穴和电子将被推入本征层。由于这种高注入水平，在某些时候电场也会通过内在的物质传导。这个磁场使载体从两个区域流动。PIN二极管符号如图所示:
PIN二极管的应用:
- 射频开关:PIN二极管用于信号和组件的选择。例如，PIN二极管在低相位噪声振荡器中充当范围开关电感。
- 衰减器:在t桥衰减器中用作桥电阻和分流电阻。
- 光探测器:它探测x射线和伽马射线光子。
21.点接触设备
采用金线或钨丝作为点接触点，通过大电流通过产生PN结区。如图所示，在与金属板相连接的导线边缘产生一个PN结的小区域。
在正反偏的情况下，它的作用是相似的，但在反向偏置的情况下，导线就像绝缘体一样。由于这个绝缘体位于两板之间，所以二极管起电容器的作用。一般来说，电容器阻挡了直流电流，但交流电流可以在电路中以高频率流动。这些是用来检测高频信号的。
22.耿氏振荡器
Gunn二极管是只用n型半导体材料制作的。两种n型材料的耗尽区都很薄。当电路中的电压增加时，电流也增加。在电压达到一定水平后，电流呈指数下降，从而表现为负的微分电阻。
它有砷化镓和磷化铟两个电极。因此，它有负的微分电阻。它也被称为转移电子器件。它产生微波射频信号，因此主要用于微波射频器件。它也可以用作放大器。冈恩二极管的符号如下图所示:
34岁的反应
齐纳二极管奈海isme
3号是齐纳二极管
没有你
感谢q提供的最佳信息
谢谢你frnd
谢谢你提供了这些有用的信息
非常感谢。你帮助了几个人，特别是学生
谢谢你
谢谢你的祝福
真的，非常信息灵通.....
这是一个硬核电子产品
感谢如此简短和宝贵的信息…
非常感谢你提供的信息
如果可能的话，提供一张带有信息的图片
如果可能的话，提供一张有信息的图片。它能更好地理解
非常有用的信息。非常感谢。
谢谢你提供的信息
了解不同类型的半导体是非常非常重要的信息.......
这是二极管的重要信息
由于印度
非常感谢你对二极管的解释
它很有帮助
非常感谢这些信息，这对我很有帮助
干得好，谢谢
对所有人都非常有用。很好的教程。这个网站上的所有教程都有很好的解释。
我必须承认这篇文章二极管已经帮助我在我的学院很多
对我很有用…谢谢
非常好的和有用的信息，所有二极管类型解释正确，谢谢先生与我们分享有用的信息
非常感谢，非常有用
非常感谢这个简单的解释....
衷心感谢你。
摩托车上的正常照明电路。我将使用哪个二极管?如果你需要更多的信息，请询问。,谢谢。
很有用，谢谢?
非常感谢你提供的信息