前沿拓展：

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，英國物理學家弗萊明根據“愛迪生效應”發明了世界上第一只電子二極管--真空電子二極管。它是依靠陰極熱發射電子到陽極實現導通。

電源正負極接反則不能導電，它是一種能夠單向傳導電流的電子器件。早期電子二極管存在體積大，需預熱，功耗大，易破碎等問題促使了晶體二極管的發明。

晶體二極管

晶體二極管又稱半導體二極管,1947年，美國人發明。在半導體二極管內部有一個PN結和兩個引出端。這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導性。現今最普遍的二極管大多是使用半導體材料如硅或鍺。

晶體二極管結構

關于PN結晶體二極管的核心是PN結，關于PN結首先要了解三個概念：

本征半導體：

指不含任何摻雜元素的半導體，如純硅晶片或純鍺晶片。

P型半導體：

摻雜了產生空穴的含較低電價雜質的半導體，如在本征半導體中Si(4+)中摻入Al(3+)的半導體。

N型半導體：

摻雜了產生空穴的含較低電價雜質的半導體，如在本征半導體中硅Si(4+)中摻入磷P(5+)的半導體。由P型半導體和N型半導體相接觸時，就產生一個獨特的P-N結界面，在界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等于零時，由于P-N 結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態，這也是常態下的PN結。

以PN結為核心結構，加上引線或引腳形成單向導電的二極管。當外加電壓方向由P極指向N極時，導通。

晶體二極管的分類

按材料不同分類

按PN結結構不同

晶體二極管的主要特性

二極管的伏安特性曲線

對PN結外加電壓Uw方向為P→N時,Uw大于起動電壓，二極管導通;外加電壓Uw方向為N→P時,Uw大于反向擊穿電壓，二極管擊穿;二極管連續工作允計通過的最大正向電流。電流過大，二極管會因過熱燒毀。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，選規格以Urm為準，并留有余量。過電壓易損壞二極管。

反向飽和電流Is

二極管外加反向電壓時的電流值。Is反向擊穿前很小，變化也很小。Is會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構性能差異

二極管正負極的判斷

1.普通二極管有色端標識一極為負極;

2.發光二極管長腳為正，短腳為負。如果腳一樣長，發光二極管里面的大點是負極，小的是正極。有的發光二極管帶有一個小平面，靠近小平面的一根引線為負極。

萬用表中：紅筆接“+”，黑筆接“-”;在測發光二極管時，低阻擋測不出來，可用RX10K檔測，兩表筆接觸二極管的兩級。如果電阻較小，黑表筆所接的是正極，電阻較大，黑表筆所接的是負極。發光二極管，若與TTL組件相連使用時，一般需串接一個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PCB板上絲印來判別二極管方向的方法總結如下：

通常情況下：

(1)有缺口的一端為負極;

(2)有橫杠的一端為負極;

(3)有白色雙杠的一端為負極;

(4)三角形箭頭方向的一端為負極;

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

(6)插件發光二極管方孔為第一腳為正極。

三極管發射極、基極、集電極的判斷

三極管的原理和二極管的原理相似，相當于由兩個二極管組成，三極管用萬用表測量管腳極性用萬用表R&TImes;100或者R&TImes;1K檔分別測量各管腳間電阻，必有一只腳對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，測得與其它兩腳電阻都小，那么這只管子是PNP管。如果測得電阻很大，那么這個管子是NPN管。找到基極后，分別測基極對其余兩腳的正向電阻，其中阻值稍小的那個是集電極，另外一個是發射極，這是因為集電結較大，正偏導通電流也較大，所以電阻稍小一點。

（21ic整理，編輯：閔澤昱）

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