3种不同类型的二极管

从电子设计到生产和修复，二极管广泛用于多种应用。这些具有不同的类型，并基于该特定二极管的性质和规格传输电流。这些主要是P-N结二极管，光敏二极管，齐纳二极管，肖特基二极管，变容二极管。光敏二极管包括LED，光电二极管和光伏电池。其中一些在本文中简要解释。

1. P-N结二极管

P-n结是由p型和n型半导体材料形成的半导体器件。p型具有高浓度的孔，n型具有高浓度的电子。孔扩散是从p型到n型，电子扩散来自n型至p型。

当自由电子从n型移动到p型时，n型区域中的供体离子变得带正电。因此，正电荷建立在交界处的N侧。通过填充孔，整个结跨的自由电子是负受体离子，然后在该图中示出了在结的P侧建立的负电荷。

由n型区域中的正离子和p型区域中的负离子形成的电场。该区域称为扩散区域。由于电场迅速扫描自由载体，因此该区域的自由载体耗尽。内置潜在的v_双由于在结处形成在图中。

P-N结二极管的功能图：

P-N结的前向特征：

当电池的正极端子连接到p型并且负端子连接到n型时被称为正向偏压P-n结。

如果该外部电压变大于电位屏障的值，则GE的硅和0.3V的大约0.7伏，潜在屏障被交叉，并且电流由于电子穿过结的移动而与孔相同的流动。

P-N结的反向特性：

当正电压被向第二部分和二极管的P部分给出正电压时，据说是反向偏置条件。

当向二极管的N部分提供正电压时，电子向正电极移动并将负电压施加到P部分使得孔朝向负电极移动。结果，电子通过结合结合结合结合在结的相对侧的孔，反之亦然。结果，形成耗尽层，具有具有高潜在屏障的高阻抗路径。

P-N结二极管的应用：

P-n结二极管是双端极性敏感装置，二极管在转发偏置时导通，当时偏压时不导以。由于这些特性，P-N结二极管在许多应用中使用

1. DC中的整流器电源
2. 解调电路
3. 剪切和夹紧网络

2.光电二极管

光电二极管是一种二极管，其产生与入射光能量成比例的电流。它是一个光到电压/电流转换器，可在安全系统，输送机，自动切换系统等中找到应用。光电二极管类似于施工中的LED，但其P-N结对光非常敏感。可以用窗口暴露或封装P-N结以进入光进入P-N结。在正向偏置状态下，电流从阳极传递到阴极，而在反向偏置状态下，光电流沿反向流动。在大多数情况下，光电二极管的包装类似于突出的阳极和阴极引线的LED。

光电二极管 - PN和PIN光电二极管有两种。差异是他们的表现。PIN光电二极管具有内在层，因此必须是反向偏置的。由于反向偏置的结果，耗尽区域的宽度增加，并且P-n结的电容减小。这允许在耗尽区域中产生更多电子和孔。但反向偏置的一个缺点是它产生可以降低S / N比的噪声电流。因此，逆偏置仅适用于需要更高的应用带宽。PN光电二极管是较低光应用的理想选择，因为操作是无偏的。

光电二极管以两种模式工作，即光伏模式和光电导模式。在光伏模式（也称为零偏置模式）中，从设备的光电流受到限制并且电压构成。光电二极管现在处于正向偏置状态，并且“暗电流”在P-N结时开始流动。这种暗电流的流动发生与光电流的方向相反。暗电流在没有光的情况下产生。暗电流是由背景辐射加上设备中的饱和电流引起的光电流。

当光电二极管反向偏置时，发生光电导模式。结果，耗尽层的宽度增加并导致P-N结的电容降低。这增加了二极管的响应时间。响应性是产生的光电流与入射光能量的比率。在光电导模式中，二极管仅产生沿其方向的小电流称为饱和电流或后电流。在这种情况下，光电流保持不变。光电流始终与发光成比例。即使光电导模式比光伏模式快，光导模式越高的电子噪声。由于硅光电二极管具有更大的带隙，因此基于硅基光电二极管产生的噪声较小的光电二极管。

3.齐纳二极管

齐纳二极管是一种二极管，其允许与整流二极管相似的正向上的电流流动，但同时，当电压高于齐纳的击穿值时，它也可以允许反向电流。这通常比齐纳的额定电压高一到两个伏特，并且称为齐纳电压或雪崩点。齐纳被命名为克拉伦斯齐纳，他发现二极管的电气特性。齐纳二极管在电压调节中找到应用，并保护半导体器件免受电压波动。齐纳二极管广泛用作电压参考，并作为分流调节器来调节电路跨越电路。

齐纳二极管在反向偏置模式下使用其P-N结以提供齐纳效应。在齐纳效应或齐纳故障期间，齐纳将电压保持接近称为齐纳电压的恒定值。传统二极管还具有反向偏置的性质，但是如果超过反向偏置电压，则二极管将受到高电流，并且它将被损坏。另一方面，齐纳二极管专门设计成具有称为齐纳电压的击穿电压。齐纳二极管还表现出受控击穿的性质，并且允许电流保持靠近击穿电压的齐纳二极管两端的电压。例如，10伏齐纳将横跨各种反向电流下降10伏。

当齐纳二极管反向偏置时，其P-N结将经历雪崩击穿和齐纳沿相反方向进行。在所施加的电场的影响下，算子电子将加速敲击和释放其他电子。这在雪崩效果中结束。发生这种情况时，电压的小变化将导致大电流。齐纳破裂取决于所施加的电场以及施加电压的层的厚度。

齐纳二极管需要串联电流限制电阻，以限制通过齐纳的电流。通常，齐纳电流固定为5 mA。例如，如果10 V齐纳与12伏电源一起使用，则400欧姆（近值为470欧姆）是保持齐纳电流为5 mA的理想选择。如果电源为12伏，则齐纳二极管上有10伏，电阻跨越2伏。在400欧姆电阻跨越2伏，然后通过电阻器和齐纳的电流将为5 mA。因此，根据电源电压，当规则220欧姆到1k电阻器与齐纳串联使用。如果通过齐纳的电流不足，则输出将不受管制且小于标称击穿电压。

以下公式可用于确定通过齐纳的电流：

Zener =（VIN - V OUT）/ R欧姆

电阻器R的值必须满足两个条件。

1. 它必须是一个低值，以允许通过齐纳充足的电流
2. 电阻器的功率额定值必须足够高以保护齐纳。

照片来源：

• 齐纳Wikimedia
• P-n结二极管的功能图凯瑟