二极管基本结构及伏安特性

1、基本结构

将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为。按结构分，二极管有点接触型、面接触型和平面型三类。点接触型二极管(一般为锗管)如图1(a)所示。它的PN结结面积很小，因此不能通过较大的电流，但其高频率性能好，故一般适用于高频和小功率工作，也用作数字电路中的开关元件。面接触型二极管(一般为硅管)如图1(b)所示。它的PN结结面积很大，故可通过较大电流，但其工作频率较低，一般用作整流。平面型二极管如图1(c)所示，可用作大功率整流管和数字电路中的开关管。图1(d)是二极管的表示符号。

(a)点接触型；(b)面接触型；(c)平面型；(d)表示符号

图1 二极管

图2所示是常见二极管的外形图


(a)玻璃封装	(b)塑料封装	(c)金属封装中、大功率二极管
图2常见二极管的外形图

2、伏安特性

二极管既然是一个PN结，它当然具有单向导电性，其伏安特性曲线如图3所示。由图可见，当外加正向电压很低时，正向电流很小，几乎为零。当正向电压超过一定数值后，电流增大很快。这个数值的正向电压称为死区电压。通常，硅管的死区电压约为0.5V，锗管的死区电压为0.1V。导通时的正向压降，硅管约为0.6~0.7V，锗管约为0.2~0.3V。

在二极管上加反向电压时，反向电流很小，但当把反向电压加大至某一数值时，反向电流突然增大。这种现象称为击穿，二极管失去单向导电性。产生击穿时的电压称为反向击穿电压。


(a) 2CZ52A硅二极管	(b) 2AP2锗二极管
图3二极管的伏安特性曲线

3、主要参数

二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，还可以用一些数据来说明，这些数据就是二极管的参数。二极管主要参数有下面几个。

图4例1的图

1、最大整流电流

最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。点接触二极管的最大整流电流在几十毫安培以下。面接触型二极管的最大整流电流较大，如2CZ52A型硅二极管的最大整流电流为100mA。当电流超过允许值时，将由于PN结过热而使管子损坏。

2、反向工作峰值电压

它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的1/2或2/3。如2CZ52A硅二极管的反向工作峰值电压为25V，而反向击穿电压约为50V(图9.7)。点接触型二极管的反向工作峰值电压一般是数十伏，面接触二极管可达数百伏。

3、反向峰值电流

它是指在二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。反向电流大，说明二极管的单向导电性能差，并且受温度的影响大。硅管的反向电流较小，一般在几十微安以下。锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。

二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。它可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。

例11、在图4中，输入端电位，，求输出端电位。电阻R接负-12V。

解：

因为高于，所以二极管优先导通。如果二极管的正向电压降是0.3V，则。当导通后，上加的是反向电压，因而截止。

在这里，起钳位作用，把输出端的电位钳住在+2.7V。