芝识课堂【分立半导体】——“倔强”的二极管篇（上）

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在电子工程师眼里世界上的物质分为三大类：

导体、半导体、绝缘体。

善于传导电流的物质称为导体，例如金属；不善于传导电流的物质称为绝缘体，例如橡胶。而半导体则是一种在导电性上位于二者之间的物质。

正因为半导体这样的“中庸之道”，也造就了半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域的广泛应用。

作为最早诞生的半导体器件之一的二极管拥有着“倔脾气”：单向导通，反向截止。当给二极管的阳极和阴极的加上正向电压时，称为正向偏置，二极管允许电流通过；当给阳极和阴极加上反向电压时，称为反相偏置，二极管不允许电流通过。

在电子电路中，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接，构成不同功能的电路，可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能

作为诞生至今超过120余年的“老前辈”，二极管的种类繁多，其特性与应用领域也不尽相同。根据其使用特性，我们能够简单地将二极管分为整流二极管、开关二极管、肖特基势垒二极管、齐纳二极管、高频二极管等等。

整流二极管与FRD（快速恢复二极管）

整流二极管是一种能够将交流电能转换为直流电能的半导体器件。通常情况下，整流二极管由半导体锗或硅等材料制造而成，采用硅材料制成的整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，其高温性能也非常良好。

整流二极管的极性

FRD（快速恢复二极管）其结构和功能与整流二极管完全相同，二者的区别在于，整流二极管用于500Hz以下的低频应用，而FRD则用于从几千赫兹到100kHz的高频开关。FRD具有反向恢复时间（trr）很短的特性，对于需要高速开关的应用起到了至关重要的作用。一般整流二极管的trr为几微秒到几十微秒，而FRD的trr达到了几十毫微秒到几百毫微秒，约为整流二极管的1/100，因此也被广泛应用于开关电源、逆变器、DC/DC转化器等。

齐纳二极管（稳压二极管）

齐纳二极管（Zener diode），又被叫做稳压二极管，在电路图中我们通常用“ZD”加数字的方式表示。二极管的基本主体结构是PN结，而齐纳二极管便是利用了PN结的反向特性。当提高PN结二极管的反向电压时，大电流在一定的电压下开始流动，并得到恒定的电压。（我们称这种现象为击穿，其电压称为击穿电压）

齐纳二极管的结构和连接

齐纳二极管的特点便是在击穿发生后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。

齐纳二极管的电特性

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关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社，融新公司活力与经验智慧于一身。自2017年7月成为独立公司以来，已跻身通用元器件公司前列，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

公司24,000名员工遍布世界各地，致力于实现产品价值的最大化。东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，实现了超过7500亿日元（68亿美元）的年销售额。公司期望为世界各地的人们建设更加美好的未来。

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