早期的二極管

早期的二極管包含“貓須晶體(Cat's Whisker Crystals)”和真空管(ThermionicValves)。1904年，英國(guó)物理學(xué)家弗萊明根據(jù)“愛(ài)迪生效應(yīng)”發(fā)明了世界上第一只電子二極管--真空電子二極管。它是依靠陰極熱發(fā)射電子到陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。

電源正負(fù)極接反則不能導(dǎo)電，它是一種能夠單向傳導(dǎo)電流的電子器件。早期電子二極管存在體積大，需預(yù)熱，功耗大，易破碎等問(wèn)題促使了晶體二極管的發(fā)明。

晶體二極管

晶體二極管又稱(chēng)半導(dǎo)體二極管,1947年，美國(guó)人發(fā)明。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)引出端。這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導(dǎo)性?，F(xiàn)今最普遍的二極管大多是使用半導(dǎo)體材料如硅或鍺。

晶體二極管結(jié)構(gòu)

關(guān)于PN結(jié)晶體二極管的核心是PN結(jié)，關(guān)于PN結(jié)首先要了解三個(gè)概念：

本征半導(dǎo)體：

指不含任何摻雜元素的半導(dǎo)體，如純硅晶片或純鍺晶片。

P型半導(dǎo)體：

摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體，如在本征半導(dǎo)體中Si(4+)中摻入Al(3+)的半導(dǎo)體。

N型半導(dǎo)體：

摻雜了產(chǎn)生空穴的含較低電價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體，如在本征半導(dǎo)體中硅Si(4+)中摻入磷P(5+)的半導(dǎo)體。由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體相接觸時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)特的P-N結(jié)界面，在界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于P-N 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的PN結(jié)。

以PN結(jié)為核心結(jié)構(gòu)，加上引線或引腳形成單向?qū)щ姷亩O管。當(dāng)外加電壓方向由P極指向N極時(shí)，導(dǎo)通。

晶體二極管的分類(lèi)

按材料不同分類(lèi)

按PN結(jié)結(jié)構(gòu)不同

晶體二極管的主要特性

二極管的伏安特性曲線

對(duì)PN結(jié)外加電壓Uw方向?yàn)镻→N時(shí),Uw大于起動(dòng)電壓，二極管導(dǎo)通;外加電壓Uw方向?yàn)镹→P時(shí),Uw大于反向擊穿電壓，二極管擊穿;二極管連續(xù)工作允計(jì)通過(guò)的最大正向電流。電流過(guò)大，二極管會(huì)因過(guò)熱燒毀。大電流整流可加裝散熱片。

Urm最大反向電壓

Urm一般小于反向擊穿電壓，選規(guī)格以Urm為準(zhǔn)，并留有余量。過(guò)電壓易損壞二極管。

反向飽和電流Is

二極管外加反向電壓時(shí)的電流值。Is反向擊穿前很小，變化也很小。Is會(huì)隨溫度的升高而升高，一般地，常溫下硅管Is<1uA,鍺管Is=30~300uA.

最高工作頻率Fm

指二極管能保持良好工作特性的最高工作頻率。

不同用途二極管材料結(jié)構(gòu)性能差異

二極管正負(fù)極的判斷

1.普通二極管有色端標(biāo)識(shí)一極為負(fù)極;

2.發(fā)光二極管長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。如果腳一樣長(zhǎng)，發(fā)光二極管里面的大點(diǎn)是負(fù)極，小的是正極。有的發(fā)光二極管帶有一個(gè)小平面，靠近小平面的一根引線為負(fù)極。

萬(wàn)用表中：紅筆接“+”，黑筆接“-”;在測(cè)發(fā)光二極管時(shí)，低阻擋測(cè)不出來(lái)，可用RX10K檔測(cè)，兩表筆接觸二極管的兩級(jí)。如果電阻較小，黑表筆所接的是正極，電阻較大，黑表筆所接的是負(fù)極。發(fā)光二極管，若與TTL組件相連使用時(shí)，一般需串接一個(gè)470R的降壓電阻，以防器件的損壞。

二極管封裝及其方向如下圖示：

印制板中通過(guò)PCB板上絲印來(lái)判別二極管方向的方法總結(jié)如下：

通常情況下：

(1)有缺口的一端為負(fù)極;

(2)有橫杠的一端為負(fù)極;

(3)有白色雙杠的一端為負(fù)極;

(4)三角形箭頭方向的一端為負(fù)極;

(5)插件二極管絲印小圓一端是負(fù)極，大圓是正極。在立式焊接的情況下原件本體在正極圈里。

(6)插件發(fā)光二極管方孔為第一腳為正極。

三極管發(fā)射極、基極、集電極的判斷

三極管的原理和二極管的原理相似，相當(dāng)于由兩個(gè)二極管組成，三極管用萬(wàn)用表測(cè)量管腳極性用萬(wàn)用表R&TImes;100或者R&TImes;1K檔分別測(cè)量各管腳間電阻，必有一只腳對(duì)其它兩腳電阻值相似，那么這只腳是基極，如果紅表筆(正表筆)接基極，測(cè)得與其它兩腳電阻都小，那么這只管子是PNP管。如果測(cè)得電阻很大，那么這個(gè)管子是NPN管。找到基極后，分別測(cè)基極對(duì)其余兩腳的正向電阻，其中阻值稍小的那個(gè)是集電極，另外一個(gè)是發(fā)射極，這是因?yàn)榧娊Y(jié)較大，正偏導(dǎo)通電流也較大，所以電阻稍小一點(diǎn)。