二極管分類方式，二極管如何分類
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前幾天調(diào)試板子，找了好久都沒(méi)有找出問(wèn)題所在。通過(guò)USB 供電時(shí)，它工作得很好。使用電池電源導(dǎo)致3.3V 和GND 之間“短路”。進(jìn)行了各種測(cè)試。最后發(fā)現(xiàn)是加工時(shí)焊接二極管時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致電池失效。通電時(shí)二極管兩端壓降太大，于是將二極管改成肖特基型低壓輟學(xué)是完美的解決方案。這里我們總結(jié)一下二極管的常見(jiàn)用途。
1.肖特基二極管1.1概念
典型的PN結(jié)二極管由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)組成。肖特基二極管（SBD）是利用接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)（肖特基勢(shì)壘）的原理制造的，而不是利用P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體接觸形成的PN結(jié)的原理制造的。半導(dǎo)體。它正在介于金屬和半導(dǎo)體之間。因此，SBD也稱為表面勢(shì)壘二極管，即金屬半導(dǎo)體（接觸）二極管或熱載流子二極管。配置如下：
肖特基二極管的肖特基勢(shì)壘比典型的PN結(jié)二極管小，因此正向?qū)ㄋ璧碾妷阂偷枚啵?.2至0.5V）。肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間（trr）非�？欤�?yàn)椴淮嬖谏贁?shù)載流子壽命問(wèn)題，并且反向恢復(fù)電荷非常小，因此開(kāi)關(guān)頻率特別高，高達(dá)100 GHz。這些特性使得肖特基二極管在高頻應(yīng)用中非常重要。 1.2 肖特基二極管原理肖特基二極管是一種正極采用貴金屬、負(fù)極采用N型半導(dǎo)體的二極管。由于N型半導(dǎo)體中摻雜有磷、砷等元素，因此N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子是自由電子（電子），少數(shù)載流子是空穴。貴金屬幾乎沒(méi)有自由電子，因此電子從N型半導(dǎo)體擴(kuò)散到金屬中。金屬?zèng)]有空穴，所以如果電子繼續(xù)擴(kuò)散到金屬中，N型半導(dǎo)體就無(wú)法補(bǔ)充空穴而變得帶正電，而貴金屬邊緣則因?yàn)榭昭ǘ喽兊脦ж?fù)電。自由電子。肖特基二極管產(chǎn)生從N 型半導(dǎo)體到貴金屬端的內(nèi)部電場(chǎng)。如下所示：
在內(nèi)部電場(chǎng)的影響下，貴金屬邊緣的電子漂移到N型半導(dǎo)體中。隨著漂移運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部電場(chǎng)逐漸減弱，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。最終，擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡，并在N 型半導(dǎo)體和貴金屬之間形成肖特基勢(shì)壘。如下所示：
施加反向電壓時(shí)：當(dāng)向肖特基二極管施加反向電壓時(shí)，由于反向電壓和內(nèi)部電場(chǎng)的協(xié)同作用，空間電荷面積增大，抑制了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。由于外部電壓和內(nèi)部電場(chǎng)的共同作用，少量電子從貴金屬邊緣漂移到N型半導(dǎo)體。由于空間電荷區(qū)的增加以及外部和內(nèi)部電場(chǎng)的共同影響，N型半導(dǎo)體的電子無(wú)法穿過(guò)空間電荷區(qū)并到達(dá)貴金屬邊緣，形成反向封鎖。
1.4 肖特基二極管特性肖特基二極管（SBD）的主要參數(shù)有： IF(IO)正向電流(A)、VRRM反向耐壓(V)、IFSM峰值瞬態(tài)浪涌電流(A)、IF測(cè)試電流(A)、VF正向壓降(V)、IR反向漏電流(uA)。肖特基二極管是低功耗、超快的半導(dǎo)體器件。 1、肖特基二極管的正向壓降遠(yuǎn)低于快恢復(fù)二極管，從而功耗更低，效率更高。 2.反向充電恢復(fù)時(shí)間極短，適合頻繁使用。 3.能承受高浪涌電流。 4、以前肖特基管的反向耐壓一般在200V以下，但隨著最新的技術(shù)，現(xiàn)在電壓高達(dá)1000V的產(chǎn)品已經(jīng)成為可能，市場(chǎng)應(yīng)用的可能性極其廣泛。 5、目前市場(chǎng)上常見(jiàn)肖特基管的最高鍵合溫度分為100、125、150%、175（鍵合溫度越高，產(chǎn)品的耐高溫性能越好） 。低于此溫度工作不會(huì)禁用它）。 6、由于反向漏電流較大，不能作為高壓二極管使用。 1.5 肖特基二極管應(yīng)用肖特基二極管通常用于電源中的次級(jí)輸出整流。它的作用仍然是整流，優(yōu)點(diǎn)是正向電壓降低，反向恢復(fù)時(shí)間快，所以整體損耗比其他二極管低很多。肖特基二極管廣泛應(yīng)用于變頻器、開(kāi)關(guān)電源、驅(qū)動(dòng)器等電路中，用作低壓、高頻、大電流的整流二極管、保護(hù)二極管、續(xù)流二極管等。二極管和小信號(hào)檢測(cè)二極管用于微波通信等電路中。
2.快恢復(fù)二極管2.1概念
能夠快速?gòu)膶?dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)的PN結(jié)整流二極管稱為快恢復(fù)二極管�？旎謴�(fù)二極管（簡(jiǎn)稱FRD）是一種開(kāi)關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短的半導(dǎo)體二極管，工藝上常采用金摻雜，其結(jié)構(gòu)采用PN結(jié)結(jié)構(gòu)，有的還改進(jìn)了PIN結(jié)構(gòu)。正向壓降高于普通二極管（12V），反向擊穿電壓常在1200V以下，從性能上可分為快速恢復(fù)和超快恢復(fù)兩個(gè)階段恢復(fù)。前者反向恢復(fù)時(shí)間大于幾百納秒，后者小于100納秒。主要用作開(kāi)關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中的高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管�？旎謴�(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)二極管不同，它是在P型硅材料和N型硅材料之間附加基極區(qū)I的PIN結(jié)二極管。 PIN硅片。由于基區(qū)很薄，其反向恢復(fù)電荷很小，導(dǎo)致快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間短、正向壓降低、反向擊穿電壓高�？旎謴�(fù)二極管的正向?qū)▔航禐?.8至1.1V，反向恢復(fù)時(shí)間為35至85ns，快速恢復(fù)二極管在導(dǎo)通和中斷之間快速切換，提高器件利用率并改善波形。 2.2 特性反向恢復(fù)時(shí)間trr 的定義是電流從正向經(jīng)過(guò)零點(diǎn)過(guò)渡到指定較低值的時(shí)間間隔。它是衡量高頻續(xù)流整流裝置性能的重要技術(shù)指標(biāo)。快恢復(fù)二極管的主要特點(diǎn)是該二極管從導(dǎo)通變?yōu)榻刂顾璧臅r(shí)間很短。這段時(shí)間稱為反向恢復(fù)時(shí)間。反向恢復(fù)時(shí)間相對(duì)較短的真空管可以顯著降低功耗。切換時(shí)的消耗。它還經(jīng)常用于生成具有快速上升時(shí)間的脈沖信號(hào)。從高電平到低電平或從低電平到高電平的轉(zhuǎn)換。 2.3 應(yīng)用快恢復(fù)二極管介于肖特基二極管和普通二極管之間（耐壓很低）�？旎謴�(fù)主要用于高頻場(chǎng)合的整流，如開(kāi)關(guān)電源中的次級(jí)整流、市電電源中的整流、逆變電源中的整流元件等�？旎謴�(fù)二極管的PN結(jié)比普通整流管要薄，因此承受瞬時(shí)大電流的能力比普通二極管要弱。特別是濾波電容過(guò)大，如果真空管的最大電流選擇錯(cuò)誤，瞬時(shí)PN結(jié)會(huì)受到影響。燒壞了。
3. 整流二極管3.1 概念整流二極管是一種用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的半導(dǎo)體器件。二極管最重要的特性是單向?qū)щ娦浴Ｔ陔娐分�，電流只能從二極管的正極流入，從負(fù)極流出。它通常由一個(gè)帶有正極和負(fù)極兩個(gè)端子的PN結(jié)組成。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 P區(qū)的載流子是空穴，N區(qū)的載流子是電子，P區(qū)和N區(qū)之間形成一定的勢(shì)壘。當(dāng)P區(qū)由于外部電壓而相對(duì)于N區(qū)變成正電壓時(shí)，勢(shì)壘降低，勢(shì)壘兩側(cè)附近會(huì)產(chǎn)生累積載流子，允許大電流流過(guò)并降低壓降（通常值為0.7V），稱為正導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)施加反向電壓時(shí)，勢(shì)壘變高，能承受較高的反向電壓（25V3000V），有少量反向電流（稱為反向漏電流）流過(guò)的狀態(tài)稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管顯然具有單向?qū)щ娦�。整流二極管可以由半導(dǎo)體鍺或硅等材料制成。硅整流二極管具有高擊穿電壓、低反向漏電流和優(yōu)異的高溫性能。高壓和大功率整流二極管通常由高純度單晶硅制成（較高的摻雜使其更容易從擊穿中恢復(fù)）。這種器件具有較大的結(jié)面積，可以承載較高的電流（可達(dá)幾千安培），但其工作頻率不高，一般小于幾十千赫茲。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，需要全波整流時(shí)應(yīng)連接組成整流橋。
3.2 整流二極管常用參數(shù)(1) 最大平均整流電流IF：指長(zhǎng)期工作時(shí)能通過(guò)二極管的最大正向平均電流。這個(gè)電流是由PN結(jié)的結(jié)面積和散熱條件決定的。使用時(shí)請(qǐng)注意，流經(jīng)二極管的平均電流不能超過(guò)該值，且必須滿足散熱條件。例如，1N4000系列二極管的IF為1A。 (2)最大反向工作電壓VR：指可以施加在二極管兩端的最大反向電壓。超過(guò)該值，反向電流（IR）迅速增加，破壞二極管的單向?qū)щ娦圆⒁鸱聪驌舸�。通常，反向擊穿電壓（VB）的一半被視為（VR）。例如，1N4001的VR為50V，1N4007的VR為1000V。 (3)最大反向電流IR：是二極管在最高反向工作電壓下能流過(guò)的反向電流，該參數(shù)反映了二極管的單向?qū)ㄐ阅�。因此，電流值越低，二極管的質(zhì)量越高。 (4)擊穿電壓VR：指二極管反向電壓-電流特性曲線急彎點(diǎn)處的電壓值。反向特性軟時(shí)，是指反向漏電流恒定條件下的電壓值。 (5) 最大工作頻率fm：正常情況下二極管的最大工作頻率。它主要由PN結(jié)的結(jié)電容和擴(kuò)散電容決定，如果工作頻率超過(guò)fm，則二極管的單向?qū)щ娦阅軐o(wú)法充分體現(xiàn)。例如，1N400 0 系列二極管的fm 為3kHz。 (6)反向恢復(fù)時(shí)間tre：指在規(guī)定負(fù)載、正向電流、最大反向瞬態(tài)電壓下的反向恢復(fù)時(shí)間。 (7)零偏電容CO：指二極管兩端電壓為零時(shí)擴(kuò)散電容和結(jié)電容的總電容。請(qǐng)注意，由于制造工藝的限制，即使是相同類型的二極管，其參數(shù)也存在很大差異。手冊(cè)中列出的參數(shù)通常在范圍內(nèi)。當(dāng)測(cè)試條件改變時(shí)，相應(yīng)的參數(shù)也會(huì)改變。例如1N5200系列硅塑整流二極管在25時(shí)測(cè)得IR小于10uA； 100C 時(shí)的IR 將小于500A。 3.3 整流電路整流二極管在二極管電路中最常用。所謂整流二極管是專門用于電源電路中將交流電變換為單向脈動(dòng)直流電的二極管，由整流二極管組成的電路稱為二極管整流電路。
4. TVS 二極管4.1 概念又稱瞬態(tài)抑制二極管，是一種新型常用的高效電路保護(hù)器件，具有非�？斓捻憫�(yīng)時(shí)間（亞納秒級(jí)）和非常高的浪涌吸收能力。當(dāng)兩端受到瞬間高能沖擊時(shí)，TVS以超高速使兩端之間的阻抗值從高阻抗變?yōu)榈妥杩�，吸收瞬間大電流，鉗位兩端電壓。具有保護(hù)后續(xù)電路元件免受臨時(shí)高壓尖峰影響的價(jià)值。
5. 續(xù)流二極管5.1 概念續(xù)流二極管因其在電路中的續(xù)流作用而得名，通常稱為快恢復(fù)二極管或肖特基二極管，二極管通常在電路中用于保護(hù)目的。不會(huì)因感應(yīng)電壓而導(dǎo)致元件失效或燒壞；該元件并聯(lián)在產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的元件兩端，形成回路，產(chǎn)生的高電動(dòng)勢(shì)在回路內(nèi)被消耗。由于它以連續(xù)電流的形式流動(dòng)，因此電路受到保護(hù)并且不會(huì)損壞任何元件。 5.2 功能續(xù)流二極管通常與儲(chǔ)能元件一起使用，以防止電壓和電流的突然變化并提供通路。電感可以通過(guò)它向負(fù)載提供連續(xù)的電流，避免負(fù)載電流突然變化，起到平滑電流的作用。在開(kāi)關(guān)電源中，您會(huì)看到由串聯(lián)的二極管和電阻組成的續(xù)流電路。該電路中的續(xù)流二極管與變壓器的初級(jí)側(cè)并聯(lián)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，續(xù)流電路釋放變壓器線圈中儲(chǔ)存的能量，防止感應(yīng)電壓過(guò)高而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管失效。原來(lái)“續(xù)流二極管”并不是真正的元件，它只是在電路中起到“續(xù)流”的作用。
6. 防反接二極管通常，直流電源輸入防反接電路利用二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)實(shí)現(xiàn)防反接。
較低電壓的二極管（肖特基二極管）可以直接串聯(lián)。