二极管的结构及性能特点有哪些?

（一）半导体、晶体与PN结

1．半导体半导体是导电能力介于导体（例如，金、银、铜、铁、铝等材料）和绝缘体（例如，塑料、橡胶、陶瓷、环氧树脂、云母等材料）之间的物质，具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。

常用的半导体材料有硅、锗、硒、砷化镓及金属的氧化物、硫化物等。纯净的、不含任何杂质的半导体材料（例如硅、锗等四价元素）称为本征半导体。

2．晶体自然界的一切物质都是由很小的物质微粒—原子构成的。按照原子排列形式的不同，物质又可分为晶体和非晶体两类。晶体通常都具有规则的几何形状，其内部的原子按照一定的晶格结构有规律地整齐排列羊，而非晶体内部的原子排列则无规律，杂乱无章。

本征半导体属于理想的晶体，在热激发的作用下，其内部会产生载流子（指自由电子和空穴）。

3．N型半导体在硅或锗等本征半导体材料中掺入微量的磷、锑、砷等五价元素，就变成了以电子导电为主的半导体，即N型半导体。在N型半导体中，电子（带负电荷）叫多数载流子，空穴（带正电荷）叫少数载流子。

4．P型半导体在硅或锗等本征半导体材料中掺入微量的硼、铟、镓或铝等三价元素，就就成了以空穴导电为主的半导体，即P型半导体。在P型半导体中，空穴（带正电荷）叫多数载流子，电子（带负电荷）叫少数载流子。

5．PN结语通过特殊的“扩散”制作工艺，将一块本征半导体的一半掺入微量的五价元素、变成P型半导体，而将其另一半掺入微量的三价元素、变成N型半导体，在P型半导体区和N型半导体区的交界面处就会形成一个具有特殊导电性能的薄层，这就是PN结，它对P型区和N型区中多数载流子的扩散运动产生了阻力。

6．单向导电性PN结主要的特性就是其具有单方向导电性，即在PN加上适当的正向电压（P区接电源正极，N区接电源负极），PN结就会导通，产生正向电流。若在PN结上加反向电压，则PN结将截止（不导通），正向电流消失，仅有极微弱的反向电流。当反向电压增大至某一数值时，PN结将击穿（变为导体）损坏，使反向电流急剧增大。

（二）普通二极管

1．二极管的基本结构

二极管是由一个PN结构成的半导体器件，即将一个PN结加上两条电极引线做成管芯，并用管壳封装而成。P型区的引出线称为正极或阳极，N型区的引出线称为负极或阴极，如图4-3的所示。

普通二极管有硅管和锗管两种，它们的正向导通电压（PN结电压）差别较大，锗管为0.2~0.3V，硅管为0.6~0.7V。

2．点接触型二极管如图4-4所示，点接触型二极管是由一根根细的金属丝热压在半导体薄片上制成的。在热压处理过程中，半导体薄片与金属丝接触面上形成了一个PN结，金属丝为正极，半导体薄片为负极。

点接触型二极管的金属丝和半导体的金属面很小，虽难以通过较大的电流，但因其结电容较小，可以在较高的频率下工作。点接触型二极管可用于检波、变频、开关等电路及小电流的整流电路中。

3．面接触型二极管如图4-5所示，面接触型二极管是利用扩散、多用合金及外延等掺杂质方法，实现P型半导体和N型半导体直接接触而形成PN结的。

面接触型二极管PN结的接触面积大，可以通过较大的电流，适用于大电流整流电路或在脉冲数字电路中作开关管。因其结电容相对较大，故只能在较低的频率下工作。

（三）检波二极管

1．检波二极管的作用检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来。

检波二极管广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。

图4-6是检波二极管的应用电路。

2．常用的检波二极管常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管，其外形见图4-7。

（四）整流二极管

1．整流二极管的作用及分类整流二极管的作用是利用其单向导电性，将交流电变成直流电。图4-8是整流二极管的应用电路。

整流二极管除有硅管和锗管之分外，还可分为高频整流二极管、低频整流二极管、大功率整流二极管及中、小功率整流二极管。

整流二极管具有金属封装、塑料封装、玻璃封装及表面封装等多种形式。图4-9为整流二极管外形图。

2．常用的整流二极管常用的国产低频（普通）整流二极管有2CP1~4系列、2CZ11~13系列、2DP3~5系列、2CZ55~60系列和2CZ80~86系列；高频整流二极管有2CZ20/21系列、2CP6系列、2CP10~20系列、2CG系列、2DG系列及2DZ2系列。

常用的进口低频整流二极管有1S系列、RM系列、1N40××系列、1N53××系列和1N54××系列；高频整流二极管有EU系列、RU系列、RGP系列等。