光电二极管的详细分类

光电二极管”通常称为光电二极管

与普通二极管一样，光电二极管也是由PN结组成的半导体器件，并且还具有单向导电特性. 但是，它不用作电路中的整流元件，而是通过它将光信号转换为电信号. 那么，如何将光信号转换为电信号呢？众所周知，施加反向电压时，普通二极管处于截止状态，只有很小的反向电流可以流过. 光电二极管的设计与制造应设法使PN结的面积相对较大，以接收入射光. 光电二极管在反向电压下工作. 没有光时，反向电流极弱，称为暗电流；反之，则称为暗电流. 当有光时，反向电流迅速增加到几十微安，称为光电流. 光的强度大约很大，反向电流也大约很大. 光的变化导致光电二极管电流发生变化，从而可以将光信号转换为电信号并成为光电传感器.

I. 按结构分类

半导体二极管主要根据* PN结工作. 与PN结不可分的点接触型和肖特基型也包括在一般二极管的范围内. 包括这两个模型，根据PN结构的特性，将晶体二极管分类如下:

1，点接触二极管

点接触二极管是通过在锗或硅材料的单个晶片上按压金属引脚，然后使用电流法形成的. 因此，其PN结的静电容量小，适用于高频电路. 但是，与结型相比，点接触型二极管的正向和反向特性较差，因此不能用于大电流和整流. 因为结构简单，所以价格便宜. 对于小信号检测，整流，调制，混合和限制等一般用途，它是一种具有广泛应用的类型.

2. 按键二极管

通过将银丝熔合在锗或硅的单个晶片上来形成关键二极管. 它的特性介于点接触二极管和合金二极管之间. 与点接触型相比，键控二极管的PN结电容稍有增加，但正向特性却特别出色. 它通常用作开关，有时用于检测和功率整流（不超过50mA）. 在键控二极管中，有时将用金线焊接的二极管称为金键类型，将有时用银线焊接的二极管称为银键类型.

3. 合金二极管

在N型锗或硅的单个晶片上，通过将金属（例如铟和铝）合金化的方法形成PN结. 正向压降小，适用于大电流整流. PN结接反时静电容量大，因此不适合高频检测和高频整流.

4. 扩散二极管

在高温P型杂质气体中，加热N型锗或硅的单个晶片以将单个晶片的一部分表面变成P型，这样就形成了PN结. 形成. 由于PN结的正向压降小，因此适合于大电流整流. 最近，使用大电流整流器的主流已经从硅合金类型转变为硅扩散类型.

5. 台面型二极管

尽管PN结的制造方法与扩散型相同，但仅保留PN结及其必要的部分，而不必要的部分被化学物质蚀刻掉. 其余部分具有台面形状，因此得名. 最初生产的台面型是通过使用半导体材料的扩散方法制成的. 因此，该台面类型称为扩散台面类型. 对于这种类型，似乎用于高电流整流的产品型号很少，但是用于小电流开关的产品型号很多.

6. 平面二极管

P型杂质扩散到半导体单晶片（主要是N型硅单晶片）上，该半导体单晶片通过N型硅单晶片的屏蔽作用选择性地仅扩散了一部分N型硅单晶片而形成. 在硅晶片的PN结表面上形成氧化膜. 因此，无需化学腐蚀即可调整PN结面积. 由于半导体表面被制成平坦的，因此得名. 另外，PN键合表面被氧化膜覆盖，因此被认为是具有良好的稳定性和长寿命的类型. 最初，所使用的半导体材料是通过外延方法形成的，因此平面型也称为外延平面型. 对于平面二极管，用于高电流整流的模型似乎很少，而用于小电流开关的模型很多.

7. 合金扩散二极管

它是一种合金. 合金材料是易于​​扩散的材料. 通过巧妙地将杂质与困难的材料混合，它可以与合金一起过度扩散，从而在已经形成的PN结中获得适当的杂质浓度分布. 该方法适用于高灵敏度的变容二极管的制造.

8. 外延二极管

由PN结形成的二极管是通过长外延表面的工艺制造的. 在制造中需要非常高的技术. 由于可以随意控制不同浓度杂质的分布，因此适合制造高灵敏度的变容二极管.

9. 肖特基二极管

基本原理是: 在金属（例如铅）和半导体（N型硅晶片）的接触表面上，使用形成的肖特基二极管来阻挡反向电压. 肖特基和PN结之间的整流原理有根本不同. 其耐压仅为40V左右. 它的特长是: 切换速度非常快: 反向恢复时间trr特别短. 因此，可以制造开关二极管和低压大电流整流二极管.

第二，根据用途分类

1. 检测二极管

原则上，检测从输入信号获取的调制信号，并以整流电流（100mA）的大小为边界. 小于100mA的输出电流通常称为检测. 锗材料具有点接触类型，工作频率高达400MHz. 它具有较小的正向压降，较小的结电容，较高的检测效率和良好的频率特性. 它是2AP类型. 除了检测之外，用于检测的二极管（如触摸式）也可用于限幅，限幅，调制，混合和开关等电路中. 还有两个二极管组件具有良好的特性一致性，可进行FM检测.

2. 整流二极管

原则上，来自输入AC的输出DC被整流. 以整流电流（100mA）的大小为边界，大于100mA的输出电流通常称为整流. 结型，工作频率小于KHz，最高反向电压从25伏到3000伏光电二极管参数，A到X共22档. 分类如下: ①硅半导体整流二极管2CZ型，②硅桥式整流器QL型，③2CLG型，用于电视高压硅堆的工作频率接近100KHz.

3. 限制二极管

大多数二极管可以用作限制. 还有一些特殊的限流二极管，例如保护仪器和高频齐纳管. 为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐幅度的效果，通常使用由硅材料制成的二极管. 还出售这样的组件: 根据电压限制要求，几个必要的整流二极管串联在一起以形成一个整体.

4. 调制二极管

通常是指专用于环形调制的二极管. 它是四个二极管的组合，具有良好的正向特性一致性. 甚至其他变容二极管也具有调制目的，但它们通常直接用于频率调制.

5. 混合二极管

使用二极管混合方法时，肖特基二极管和点接触二极管通常在500至10,000 Hz的频率范围内使用.

6. 放大二极管

二极管的放大大致基于负电阻器件（例如隧道二极管和体效应二极管）的放大以及变容二极管的参数放大. 因此，放大二极管通常指隧道二极管，体效应二极管和变容二极管.

7. 开关二极管

在小电流（约10mA）下使用逻辑运算，而在数百毫安时使用的用于核心激励的开关二极管. 小电流开关二极管通常是一些接触型和键控型二极管，并且还有可能在高温下工作的硅扩散型，台面型和平面型二极管. 开关二极管的特点是开关速度快. 肖特基二极管的开关时间极短，使其成为理想的开关二极管. 2AK型点触头用于中速开关电路； 2CK型平面触点用于高速开关电路；用于开关，限制，钳位或检测电路；肖特基（SBD）硅大电流开关，正向压降小，快速，高效.

8. 变容二极管

用于自动频率控制（AFC）和调谐的小型功率二极管称为变容二极管. 日本制造商还有许多其他名称. 通过施加反向电压，其PN结的电容会发生变化. 因此，它可用于自动频率控制，扫描振荡，频率调制和调谐. 通常，尽管使用基于硅的扩散二极管，但是由于这些二极管的电容变化率特别大，因此也可以使用合金扩散型，外延键合型和双扩散型的特殊制造的二极管. 关于电压. 结电容随反向电压VR的变​​化而变化，并取代了可变电容器. 它用作调谐电路，振荡电路和锁相环. 它通常用于电视高频头的频道转换和调谐电路中，并且主要由硅材料制成.

9. 倍频二极管

对于二极管的倍频，有变容二极管的倍频和阶跃（即突变）二极管的倍频. 用于倍频的变容二极管称为可变电抗器. 尽管可变电抗器的工作原理与变容二极管的自动频率控制相同，但电抗器的结构仍可承受高功率. 步进二极管也称为步进恢复二极管. 从打开切换到关闭时的反向恢复时间很短. 因此，它的特殊功能是快速关闭的过渡时间大大缩短. 如果将正弦波施加到步进二极管，则由于tt（过渡时间）很短，因此输出波形突然被截断，因此会产生许多高频谐波.

10. 齐纳二极管

该产品替代了稳压电子二极管. 制成硅扩散型或合金型. 它是反向击穿特性曲线突然变化的二极管. 制造为控制电压和标准电压. 二极管在工作期间的端电压（也称为齐纳电压）范围约为3V至150V，并且可以根据每10％分为许多级别. 在功率方面，也有200mW至100W以上的产品. 在由硅材料制成的反向击穿状态下，动态电阻RZ非常小，通常为2CW型；两个互补二极管反向串联以降低2DW型温度系数.

11，PIN二极管（PIN二极管）

这是一种晶体二极管，在P区和N区之间夹有一层本征半导体（或杂质浓度低的半导体）. PIN中的I是“ eigen”的英文缩写. 当其工作频率超过100MHz时，由于少数载流子的存储效应和“本征”层中的渡越时间效应，其二极管失去整流，成为阻抗元件，其阻抗值随偏置电压的变化而变化. 在零偏置或直流反向​​偏置的情况下，“本征”区域的阻抗非常高；当直流正向偏置时，由于将载流子注入“本征”区域，“本征”区域出现了低阻抗状态. 因此，PIN二极管可以用作可变阻抗元件. 它通常用于高频开关（即微波开关），相移，调制，限制和其他电路中.

12. 雪崩二极管

它是一种在施加电压的作用下会产生高频振荡的晶体管. 产生高频振荡的工作原理是栾: 利用雪崩击穿将载流子注入晶体，因为载流子需要一定的时间穿过晶片，所以电流滞后于电压，并且存在延迟时间. 如果随时间适当地控制过渡，电流和电压之间的关系将出现负电阻效应光电二极管参数，从而导致高频振荡. 它常用于微波领域的振荡电路中.

13. 隧道二极管

是一个晶体二极管，其隧穿电流是主要电流分量. 基础材料是砷化镓和锗. 其P型区域的N型区域是高掺杂的（即，具有高浓度的杂质）. 隧道电流是由这些退化的半导体的量子力学效应产生的. 隧穿效应具有以下三个条件: ①费米能级在导带和全带中； ②空间电荷层的宽度必须非常窄（小于0.01微米）；简并半导体的P型和N型区域中的空穴可以与电子以相同的能级重叠. 崎崎二极管是两端有源器件. 它的主要参数是峰谷电流比（IP / PV），其中下标“ P”代表“峰值”. 下标“ V”代表“谷”. Ezaki二极管可用于低噪声高频放大器和高频振荡器（其工作频率可达到毫米波段），也可用于高速开关电路.

14. 快速关断（阶跃恢复）二极管（Step Recovary Diode）

它也是具有PN结的二极管. 它的结构特征是: 在PN结的边界处有一个陡峭的杂质分布区，从而形成一个“自助电场”. 由于PN结处于正向偏置状态，因此它以少量的载流子传导，并且在PN结附近具有电荷存储效应，因此其反向电流需要经过一个“存储时间”才能降至最低（反向饱和电流值）. 阶跃恢复二极管的“自助电场”缩短了存储时间，使反向电流迅速截止，并产生了丰富的谐波分量. 使用这些谐波分量，可以设计梳状频谱产生电路. 脉冲和高次谐波电路中使用了快速关断（逐步恢复）二极管.

15. 肖特基势垒二极管

它是具有肖特基特性的“金属半导体结”二极管. 其正向启动电压较低. 除了金属层的材料之外，还可以使用金，钼，镍，钛等材料. 它的半导体材料使用硅或砷化镓，主要是N型半导体. 该器件由多数载流子传导，因此其反向饱和电流比少数载流子传导的PN结大得多. 由于肖特基二极管中少数载流子的存储效应很小，其频率响应仅受RC时间常数的限制，因此它是高频和快速开关的理想器件. 它的工作频率可以达到100GHz. 而且，MIS（金属-绝缘体-半导体）肖特基二极管可用于制造太阳能电池或发光二极管.

16，阻尼二极管

反向工作电压和峰值电流高，正向压降小，高频高压整流二极管，用于电视线路扫描电路中的阻尼和升压整流.

17. 瞬态电压抑制二极管

TVP管为电路提供快速的过压保护. 分为双极型和单极型，按峰值功率（500W-5000W）和电压（8.2V〜200V）分类.

18. 双基极二极管（单结晶体管）

在弛张振荡电路和定时电压读出电路中使用具有两个基极和一个发射极的三端负电阻器件. 具有易于调频，温度稳定性好的优点.

19. 发光二极管

它由磷化镓和砷化镓磷材料制成，体积小且驱动光强. 工作电压低，工作电流小，光均匀，寿命长，可发出红，黄，绿单色光.

三，按特点分类

点接触二极管按正反特性分类如下.

1. 通用点接触二极管

如标题所述，这种二极管通常用于检测和整流电路，并且是一种中间产品，其正向和反向特性既不是特别好也不是特别坏. 例如: SD34，SD46、1N34A等.

2. 高反向电压点接触二极管

是具有最高反向峰值电压和最大直流反向电压的乘积. 用于高压电路的检测和整流. 这种二极管通常不是很好或不正常. 在点接触锗二极管中，有SD38、1N38A，OA81等. 该锗二极管的耐电压性受到限制. 要求较高时有硅合金和扩散型.

3. 高反向电阻点接触二极管

正向电压特性与普通二极管相同. 尽管反向的耐压也特别高，但是反向电流小，所以其特征在于反向电阻高. 它用于具有高输入电阻的电路和具有高电阻负载电阻的电路. 就锗材料而言，高反向电阻二极管SD54、1N54A等属于此类二极管.

4. 高导通点接触二极管

与高反向电阻类型相反. 尽管其反向特性较差，但它使正向电阻足够小. 对于高电导率点接触二极管，有SD56、1N56A等. 对于高电导率粘结型二极管，可以获得更出色的特性. 当负载电阻特别低时，这种二极管的整流效率更高. 在开关电源中，所需的整流二极管必须具有正向降压和快速恢复的特性，并且还应具有足够的输出功率以使用. 1.高效快速恢复二极管； 2个高效超快二极管； 3肖特基势垒整流二极管. 快速恢复和超快速恢复二极管具有中等和较高的正向压降，其范围为0.8 --- 1.2v. 这两个整流二极管还具有较高的截止电压参数. 因此，它们特别适合用于低功率输入和12v左右电压的辅助电源电路.

由于现关电源的工作频率高于20khz，因此与普通整流二极管相比，快速恢复二极管和超快速恢复二极管的反向恢复时间减少到了纳秒级. 因此，大大提高了电源的效率. 根据经验，选择快速恢复二极管时，其反向恢复时间应至少比开关晶体管的上升时间低三倍. 这两个整流二极管还减少了开关电压尖峰. 此尖峰直接影响输出直流电压的纹波. 尽管某些所谓的软恢复整流二极管的噪声较小，但其反向恢复时间trr较长，并且反向电流Irm也较大. 因此，开关损耗较大. 当在开关电源中使用快速恢复整流二极管和超快速恢复整流二极管作为整流器时，是否需要散热片取决于电路的最大功率. 通常，再制造时这些二极管的结温为175度. 制造商拥有其产品的技术说明，该说明将提供给设计人员，以计算最大输出工作电流，电压和外壳温度.

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