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文章目录
- @[toc]
- 一、定义及基本特性
- 二、工作原理
- 三、重要参数说明
- 四、二极管的分类
- 五、二极管的应用领域
- 六、二极管的选型要点
- 七、二极管的检测方法
- 八、注意事项及常见故障
文章目录
- @[toc]
- 一、定义及基本特性
- 二、工作原理
- 三、重要参数说明
- 四、二极管的分类
- 五、二极管的应用领域
- 六、二极管的选型要点
- 七、二极管的检测方法
- 八、注意事项及常见故障
一、定义及基本特性
二极管（Diode）是一种具有单向导电特性的电子元器件，由一个PN结组成，它允许电流从正极（阳极，Anode）流向负极（阴极，Cathode），而反向则阻断电流。
- 结构组成：通常由P型半导体和N型半导体形成PN结结构。
N区：四价硅晶体掺入五价元素形成N型半导体，自由电子是多子，多子带负电；
P区：四价硅晶体参入三价元素形成P型半导体，空穴是多子，空穴带正电。
PN结是电子技术中许多元件，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。
- PN结形成过程
N区自由电子向P区扩散，P区空穴向N区扩散，在中间形成电场，内电场阻碍扩散运动，同时少子进行漂移运动，无外电场作用下，参与扩散的多子数目等于少子数目，达到动态平衡，形成PN结。
-
符号表示
将PN结用外壳封装起来，并在两侧加上电极引线构成二极管。
P区引出：阳极、正极
N区引出：阴极、负极
二、工作原理
二极管工作原理基于PN结特性：
- 正向偏置： 当外加电压使P型区接高电势，N型区接低电势时，PN结导通（导通电压约为硅管0.6～0.7V，锗管0.2～0.3V）。
- 反向偏置： 当外加电压使N型区电势高于P型区时，二极管呈现高阻态（几乎不导通，只有微弱的漏电流）。
- 伏安特性曲线
Uon：正向开启电压
Ubr：反向击穿电压
Is：反向电流
U：加在PN结两侧的外部电压
分析：
| 加正向电压 | 加反向电压 | ||
|---|---|---|---|
 |  | ||
| U>Uon | PN结导通，正向电流随加在PN结两侧的电压呈指数增长 | |U|>|Ubr| | 反向电流急剧增加，称之为反向击穿，此原理制成稳压管，TVS管 |
| U<Uon | PN结截止，正向电流为0 | |U|<|Ubr| | PN结截止，反向电流很小，常忽略不计 |
PN结导通时的结压降通常只有零点几伏，而导通电流（正向电流）随外加电压的增大呈指数增长，应用时，需要串联电阻等元器件限制回路的电流，防止PN结因正向电流过大而损坏。
根据PN结外加电压的不同，PN结有不同的状态：截止、导通、击穿。
三、重要参数说明
| 参数 | 含义及说明 |
|---|---|
| 正向导通电压（VF） | 正向导通时，两端压降，硅管约0.6~0.7V |
| 反向击穿电压（VR） | 反向施加电压超过此值时二极管将击穿损坏 |
| 最大整流电流（IF） | 二极管长期稳定导通允许的最大电流 |
| 峰值反向电压（VRM） | 二极管能承受的瞬间最大反向电压 |
| 最大功耗（Pmax） | 二极管能承受的最大功率 |
| 反向漏电流（IR） | 反向偏置状态下流过二极管的微弱电流，通常非常小 |
| 恢复时间（trr） | 从正向导通转换到反向截止时，PN结复原到阻断态的时间 |
四、二极管的分类
| 类型 | 特点及用途 | 选型依据 | 参考博客 |
|---|---|---|---|
| 整流二极管 | 频率低，电流大，用于交流电整流，耐高压 | 正向电流、正向压降、功耗、反向最大电流、反向恢复时间、封装 | 写完更新 |
| 快恢复二极管 | 频率高、电流小，用于高频整流及开关电源 | 写完更新 | |
| 肖特基二极管 | 优点：导通压降低（低至0.2V，电流越大，压降就越大），开关速度非常快，用于开关电源、保护电路 缺点：反向击穿电压低，反向漏电流偏大（温度越高，漏电流越大） | 写完更新 | |
| 稳压二极管 | 在反向击穿区稳定电压，常用于电压稳定电路 | 稳压值、反向电流（实际应用不可超过该值，需串联电阻限流） | 写完更新 |
| 发光二极管LED | 电流通过时发出光线，用于指示、照明 | 写完更新 | |
| TVS二极管 | 抑制瞬态电压（ESD静电、浪涌电压） | Vrmw（反向关闭电压） Bbr（反向击穿电压） Ipp：峰值脉冲电流 单向、双向 最大功耗 封装 | 写完更新 |
| 光敏二极管 | 受光照后产生光生电流，用于光电传感器 | 写完更新 |
五、二极管的应用领域
- 整流电路：将交流电（AC）转化为直流电（DC）。
- 电压保护：如肖特基二极管或TVS二极管防止浪涌。
- 信号检波：用于无线电信号、音频检波电路中。
- 稳压电路：稳压二极管（齐纳管）用于精确电压调节。
- 开关电路：二极管开关电路，如续流二极管保护开关元件。
- 光电器件：LED灯、光电探测器。
- 限幅与钳位电路：用于信号保护及电压幅度限定。
六、二极管的选型要点
- 额定电流： 根据负载电流选择合适的最大正向电流IF。
- 额定电压： 二极管的额定反向电压VR必须高于实际应用中的峰值电压。
- 速度要求： 高频开关电路应选择快恢复或肖特基二极管。
- 散热考虑： 二极管工作时产生热量，应根据功率选择封装及散热方案。
- 耐压裕度： 实际应用中需给反向电压留有裕度（建议1.5～2倍）。
七、二极管的检测方法
- 万用表测量法： 使用万用表的二极管档测量正向导通电压（正常0.5~0.8V），反向不通。
- 观察外观： 外观无破损，未烧焦或有裂纹。
- 性能测试仪： 专业测试设备对二极管参数（VF、IR）精确检测。
八、注意事项及常见故障
- 注意事项：
- 反向电压超过最大值将引起二极管永久性损坏。
- 正向电流不能超过最大额定电流。
- 正确安装方向（注意阳极阴极标识）。
- 常见故障现象：
- 二极管短路（通电后无压降，正反向导通）。
- 二极管开路（正向不导通）。
- 漏电流增大（反向阻抗下降）。