半導體二極管主要是依靠PN結而工作的.與PN結不可分割的點接觸型和肖特基型,也被列入一般的二極管的範圍内.包括這兩種型号在内,根據PN結構造面的特點,把晶體二極管分類如下:

1、點接觸型二極管

點接觸型二極管是在鍺或矽材料的單晶片上壓觸一根金屬針後,再通過電流法而形成的.因此,其PN結的靜電容量小,适用于高頻電路.但是,與面結型相比較,點接觸型二極管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大電流和整流.因為構造簡單,所以價格便宜.對于小信号的檢波、整流、調制、混頻和限幅等一般用途而言,它是應用範圍較廣的類型.

2、鍵型二極管

鍵型二極管是在鍺或矽的單晶片上熔接或銀的細絲而形成的.其特性介于點接觸型二極管和合金型二極管之間.與點接觸型相比較,雖然鍵型二極管的PN結電容量稍有增加,但正向特性特别優良.多作開關用,有時也被應用于檢波和電源整流(不大于50mA).在鍵型二極管中,熔接金絲的二極管有時被稱金鍵型,熔接銀絲的二極管有時被稱為銀鍵型.

3、合金型二極管

在N型鍺或矽的單晶片上,通過合金铟、鋁等金屬的方法制作PN結而形成的.正向電壓降小,适于大電流整流.因其PN結反向時靜電容量大,所以不适于高頻檢波和高頻整流. 字串9

4、擴散型二極管

在高溫的P型雜質氣體中,加熱N型鍺或矽的單晶片,使單晶片表面的一部變成P型,以此法PN結.因PN結正向電壓降小,适用于大電流整流.最近,使用大電流整流器的主流已由矽合金型轉移到矽擴散型.

5、台面型二極管

PN結的制作方法雖然與擴散型相同,但是,隻保留PN結及其必要的部分,把不必要的部分用藥品腐蝕掉.其剩餘的部分便呈現出台面形,因而得名.初期生産的台面型,是對半導體材料使用擴散法而制成的.因此,又把這種台面型稱為擴散台面型.對于這一類型來說,似乎大電流整流用的産品型号很少,而小電流開關用的産品型号卻很多.

6、平面型二極管

在半導體單晶片(主要地是N型矽單晶片)上,擴散P型雜質,利用矽片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型矽單晶片上僅選擇性地擴散一部分而形成的PN結.因此,不需要為調整PN結面積的藥品腐蝕作用.由于半導體表面被制作得平整,故而得名.并且,PN結合的表面,因被氧化膜覆蓋,所以公認為是穩定性好和壽命長的類型.最初,對于被使用的半導體材料是采用外延法形成的,故又把平面型稱為外延平面型.對平面型二極管而言,似乎使用于大電流整流用的型号很少,而作小電流開關用的型号則很多.

7、合金擴散型二極管

它是合金型的一種.合金材料是容易被擴散的材料.把難以制作的材料通過巧妙地摻配雜質,就能與合金一起過擴散,以便在已經形成的PN結中獲得雜質的恰當的濃度分布.此法适用于制造高靈敏度的變容二極管.

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8、外延型二極管

用外延面長的過程制造PN結而形成的二極管.制造時需要非常高超的技術.因能随意地控制雜質的不同濃度的分布,故适宜于制造高靈敏度的變容二極管.

9、肖特基二極管

基本原理是:在金屬(例如鉛)和半導體(N型矽片)的接觸面上,用已形成的肖特基來阻擋反向電壓.肖特基與PN結的整流作用原理有根本性的差異.其耐壓程度隻有40V左右.其特長是:開關速度非常快:反向恢複時間trr特别地短.因此,能制作開關二極和低壓大電流整流二極管.

二、根據用途分類

1、檢波用二極管

就原理而言,從輸入信号中取出調制信号是檢波,以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波.鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz,正向壓降小,結電容小,檢波效率高,頻率特性好,為2AP型.類似點觸型那樣檢波用的二極管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、削波、調制、混頻、開關等電路.也有為調頻檢波專用的特性一緻性好的兩隻二極管組合件.

2、整流用二極管

就原理而言,從輸入交流中得到輸出的直流是整流.以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流.面結型,工作頻率小于KHz,最高反向電壓從25伏至3000伏分A~X共22檔.分類如下:①矽半導體整流二極管2CZ型、②矽橋式整流器QL型、③用于電視機高壓矽堆工作頻率近100KHz的2CLG型. 字串7

3、限幅用二極管

大多數二極管能作為限幅使用.也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管.為了使這些二極管具有特别強的限制尖銳振幅的作用,通常使用矽材料制造的二極管.也有這樣的組件出售:依據限制電壓需要,把若幹個必要的整流二極管串聯起來形成一個整體.

4、調制用二極管

通常指的是環形調制專用的二極管.就是正向特性一緻性好的四個二極管的組合件.即使其它變容二極管也有調制用途,但它們通常是直接作為調頻用.

5、混頻用二極管

使用二極管混頻方式時,在500~10,000Hz的頻率範圍内,多采用肖特基型和點接觸型二極管.

6、放大用二極管

用二極管放大,大緻有依靠隧道二極管和體效應二極管那樣的負阻性器件的放大,以及用變容二極管的參量放大.因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應二極管和變容二極管.

7、開關用二極管

有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運算和在數百毫安下使用的磁芯激勵用開關二極管.小電流的開關二極管通常有點接觸型和鍵型等二極管,也有在高溫下還可能工作的矽擴散型、台面型和平面型二極管.開關二極管的特長是開關速度快.而肖特基型二極管的開關時間特短,因而是理想的開關二極管.2AK型點接觸為中速開關電路用;2CK型平面接觸為高速開關電路用;用于開關、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)矽大電流開關,正向壓降小,速度快、效率高.

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8、變容二極管

用于自動頻率控制(AFC)和調諧用的小功率二極管稱變容二極管.日本廠商方面也有其它許多叫法.通過施加反向電壓, 使其PN結的靜電容量發生變化.因此,被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等用途.通常,雖然是采用矽的擴散型二極管,但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管,因為這些二極管對于電壓而言,其靜電容量的變化率特别大.結電容随反向電壓VR變化,取代可變電容,用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環路,常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路,多以矽材料制作.

9、頻率倍增用二極管

對二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變容二極管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增.頻率倍增用的變容二極管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變容二極管的工作原理相同,但電抗器的構造卻能承受大功率.階躍二極管又被稱為階躍恢複二極管,從導通切換到關閉時的反向恢複時間trr短,因此,其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短.如果對階躍二極管施加正弦波,那麼,因tt(轉移時間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能産生很多高頻諧波.

10、穩壓二極管

是代替穩壓電子二極管的産品.被制作成為矽的擴散型或合金型.是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管.作為控制電壓和标準電壓使用而制作的.二極管工作時的端電壓(又稱齊納電壓)從3V左右到150V,按每隔10%,能劃分成許多等級.在功率方面,也有從200mW至100W以上的産品.工作在反向擊穿狀态,矽材料制作,動态電阻RZ很小,一般為2CW型;将兩個互補二極管反向串接以減少溫度系數則為2DW型.

11、PIN型二極管(PIN Diode)

這是在P區和N區之間夾一層本征半導體(或低濃度雜質的半導體)構造的晶體二極管.PIN中的I是"本征"意義的英文略語.當其工作頻率超過100MHz時,由于少數載流子的存貯效應和"本征"層中的渡越時間效應,其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置電壓而改變.在零偏置或直流反向偏置時,"本征"區的阻抗很高;在直流正向偏置時,由于載流子注入"本征"區,而使"本征"區呈現出低阻抗狀态.因此,可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用.它常被應用于高頻開關(即微波開關)、移相、調制、限幅等電路中. 字串2

12、 雪崩二極管 (Avalanche Diode)

它是在外加電壓作用下可以産生高頻振蕩的晶體管.産生高頻振蕩的工作原理是栾的:利用雪崩擊穿對晶體注入載流子,因載流子渡越晶片需要一定的時間,所以其電流滞後于電壓,出現延遲時間,若适當地控制渡越時間,那麼,在電流和電壓關系上就會出現負阻效應,從而産生高頻振蕩.它常被應用于微波領域的振蕩電路中.

13、江崎二極管 (Tunnel Diode)

它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極管.其基底材料是砷化镓和鍺.其P型區的N型區是高摻雜的(即高濃度雜質的).隧道電流由這些簡并态半導體的量子力學效應所産生.發生隧道效應具備如下三個條件:①費米能級位于導帶和滿帶内;②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡并半導體P型區和N型區中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性.江崎二極管為雙端子有源器件.其主要參數有峰谷電流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷".江崎二極管可以被應用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達毫米波段),也可以被應用于高速開關電路中.

14、快速關斷(階躍恢複)二極管 (Step Recovary Diode)

它也是一種具有PN結的二極管.其結構上的特點是:在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區,從而形成"自助電場".由于PN結在正向偏壓下,以少數載流子導電,并在PN結附近具有電荷存貯效應,使其反向電流需要經曆一個"存貯時間"後才能降至最小值(反向飽和電流值).階躍恢複二極管的"自助電場"縮短了存貯時間,使反向電流快速截止,并産生豐富的諧波分量.利用這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發生電路.快速關斷(階躍恢複)二極管用于脈沖和高次諧波電路中.

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15、肖特基二極管 (Schottky Barrier Diode)

它是具有肖特基特性的"金屬半導體結"的二極管.其正向起始電壓較低.其金屬層除材料外,還可以采用金、钼、鎳、钛等材料.其半導體材料采用矽或砷化镓,多為N型半導體.這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多.由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅為RC時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件.其工作頻率可達100GHz.并且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管.

16、阻尼二極管

具有較高的反向工作電壓和峰值電流,正向壓降小,高頻高壓整流二極管,用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用.

17、瞬變電壓抑制二極管

TVP管,對電路進行快速過壓保護,分雙極型和單極型兩種,按峰值功率(500W-5000W)和電壓(8.2V~200V)分類.

18、雙基極二極管(單結晶體管)

兩個基極,一個發射極的三端負阻器件,用于張馳振蕩電路,定時電壓讀出電路中,它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點.

19、發光二極管

用磷化镓、磷砷化镓材料制成,體積小,正向驅動發光.工作電壓低,工作電流小,發光均勻、壽命長、可發紅、黃、綠單色光.

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三、根據特性分類

點接觸型二極管,按正向和反向特性分類如下.

1、一般用點接觸型二極管

這種二極管正如标題所說的那樣,通常被使用于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别壞的中間産品.如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類.

2、高反向耐壓點接觸型二極管

是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的産品.使用于高壓電路的檢波和整流.這種型号的二極管一般正向特性不太好或一般.在點接觸型鍺二極管中,有SD38、1N38A、OA81等等.這種鍺材料二極管,其耐壓受到限制.要求更高時有矽合金和擴散型.

3、高反向電阻點接觸型二極管

正向電壓特性和一般用二極管相同.雖然其反方向耐壓也是特别地高,但反向電流小,因此其特長是反向電阻高.使用于高輸入電阻的電路和高阻負荷電阻的電路中,就鍺材料高反向電阻型二極管而言,SD54、1N54A等等屬于這類二極管.

4、高傳導點接觸型二極管

它與高反向電阻型相反.其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得足夠小.對高傳導點接觸型二極管而言,有SD56、1N56A等等.對高傳導鍵型二極管而言,能夠得到更優良的特性.這類二極管,在負荷電阻特别低的情況下,整流效率較高.

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