芝識課堂【分立半導體】——“倔強”的二極管篇（上）

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在電子工程師眼里世界上的物質(zhì)分為三大類：

導體、半導體、絕緣體。

善于傳導電流的物質(zhì)稱為導體，例如金屬；不善于傳導電流的物質(zhì)稱為絕緣體，例如橡膠。而半導體則是一種在導電性上位于二者之間的物質(zhì)。

正因為半導體這樣的“中庸之道”，也造就了半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的廣泛應用。

作為最早誕生的半導體器件之一的二極管擁有著“倔脾氣”：單向?qū)?，反向截止。當給二極管的陽極和陰極的加上正向電壓時，稱為正向偏置，二極管允許電流通過；當給陽極和陰極加上反向電壓時，稱為反相偏置，二極管不允許電流通過。

在電子電路中，利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進行合理的連接，構(gòu)成不同功能的電路，可以實現(xiàn)對交流電整流、對調(diào)制信號檢波、限幅和鉗位以及對電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能

作為誕生至今超過120余年的“老前輩”，二極管的種類繁多，其特性與應用領(lǐng)域也不盡相同。根據(jù)其使用特性，我們能夠簡單地將二極管分為整流二極管、開關(guān)二極管、肖特基勢壘二極管、齊納二極管、高頻二極管等等。

整流二極管與FRD（快速恢復二極管）

整流二極管是一種能夠?qū)⒔涣麟娔苻D(zhuǎn)換為直流電能的半導體器件。通常情況下，整流二極管由半導體鍺或硅等材料制造而成，采用硅材料制成的整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，其高溫性能也非常良好。

整流二極管的極性

FRD（快速恢復二極管）其結(jié)構(gòu)和功能與整流二極管完全相同，二者的區(qū)別在于，整流二極管用于500Hz以下的低頻應用，而FRD則用于從幾千赫茲到100kHz的高頻開關(guān)。FRD具有反向恢復時間（trr）很短的特性，對于需要高速開關(guān)的應用起到了至關(guān)重要的作用。一般整流二極管的trr為幾微秒到幾十微秒，而FRD的trr達到了幾十毫微秒到幾百毫微秒，約為整流二極管的1/100，因此也被廣泛應用于開關(guān)電源、逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)化器等。

齊納二極管（穩(wěn)壓二極管）

齊納二極管（Zener diode），又被叫做穩(wěn)壓二極管，在電路圖中我們通常用“ZD”加數(shù)字的方式表示。二極管的基本主體結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，而齊納二極管便是利用了PN結(jié)的反向特性。當提高PN結(jié)二極管的反向電壓時，大電流在一定的電壓下開始流動，并得到恒定的電壓。（我們稱這種現(xiàn)象為擊穿，其電壓稱為擊穿電壓）

齊納二極管的結(jié)構(gòu)和連接

齊納二極管的特點便是在擊穿發(fā)生后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。

齊納二極管的電特性

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