二极管大揭秘：9 种常见类型的特性、应用与击穿原理全解析
发布时间：2025-03-20
来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)
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在电子世界里，二极管虽看似微小，却扮演着极为关键的角色，如同电子设备的 “基础砖石”，支撑着各类复杂电路的稳定运行。从我们日常使用的手机、电脑，到工业生产中的大型设备，二极管无处不在。今天，让我们一同深入探索九种常见二极管的奇妙世界并重点解析快速恢复二极管，其中包括 TVS 瞬态电压抑制二极管原理应用特性详解，了解它们独特的特性、广泛的应用以及背后有趣的击穿原理。
普通二极管，作为二极管家族的基础成员，依据材质可分为硅二极管和锗二极管。硅二极管正向压降低，大约在 0.6 - 0.7V，反向击穿电压高，温度系数小，常用于整流电路，在电源适配器和充电器中，将交流电转换为直流电，保障设备稳定供电。锗二极管正向压降更低，约 0.2 - 0.3V，但反向击穿电压低且温度系数大，适用于高频放大、调制解调等电路。
光电二极管，又称光敏二极管，能够实现光信号与电信号的转换。当光线照射时，会产生电流，这一特性使其在光传感器、光隔离器等设备中发挥着重要作用，比如在智能路灯的光控系统里，它可以根据环境光的强度自动控制路灯的开关。
变容二极管，它的电容量会随着反向偏置电压的改变而变化。在无线电调谐电路中，通过改变反向偏置电压来调整电容值，进而实现对不同频率信号的接收，像我们使用的调频收音机，就是利用变容二极管来搜索不同的电台频率。
发光二极管大家都不陌生，它能将电能转化为光能。不同颜色的发光二极管，其压降也有所不同。在各类显示设备中，如电视、电脑、手机的显示屏，以及大型室外显示屏、指示灯等场景中，都能看到它的身影，为我们呈现丰富多彩的视觉效果。
恒流二极管具有正向压降恒定的特性，能维持通过它的电流恒定。在电源供应单元、LED 驱动电路等需要稳定电流的地方，恒流二极管发挥着关键作用，确保电路中的电流不受外界因素干扰，稳定运行。
快恢复二极管采用 PIN 结构，通过人工扩展 PN 结的势垒区，抑制了载流子扩散，大幅降低结电容。这使得它在高频应用中表现出色，能够快速开关，减少能量损耗。在开关电源、逆变器、变频器等高频操作的电子设备中，快恢复二极管是不可或缺的元件。
肖特基二极管以其低正向电压降和快速开关特性闻名。独特的 “金属 - N” 结构，使得它反向恢复时间极短，即使在高频信号下也能保持单向导电性。不过，它也存在反向漏电流较大、反向耐压性相对较低的缺点。在开关电源、太阳能电池板、CPU 供电电路等领域，肖特基二极管凭借其优势得到广泛应用。
瞬态电压抑制二极管（TVS）是电路的 “保护卫士”。正常情况下，它的阻值非常大，相当于开路；但当遇到尖峰电压时，阻值会迅速降低到 0.5 欧姆左右，相当于短路，将电压尖峰的能量导向负极，保护后方电路免受瞬态过电压的损害，常用于电子设备的保护电路。
齐纳二极管，也叫稳压二极管，在反向偏置下，电压恒定，电流变化对其电压影响微小。它常被用于提供稳定的参考电压，在稳压电路、电压参考电路以及电子设备的过压保护中发挥着重要作用。
除了了解这些二极管的特性和应用，我们还需要知道它们在特殊情况下的击穿原理。热击穿是由于器件承受的功率超过允许的耗散功率，产生过多热量无法散发，导致 PN 结或材料结构被破坏，这是一种不可逆的损坏。齐纳击穿发生在高反向电压下，高电场使电子从价带跃迁到导带，产生大量电子 - 空穴对，电流急剧增加，它通常发生在窄禁带半导体中，是可逆的，齐纳二极管就是利用这一原理实现稳压。雪崩击穿则是在高反向电压下，电子和空穴加速碰撞原子，使价电子激发到导带，产生次级电子 - 空穴对，导致电流急剧增大，它多发生在宽禁带半导体中，也是可逆的，常用于高电压应用的雪崩二极管。
二极管虽小，却蕴含着巨大的能量。这九种常见的二极管，各自凭借独特的特性，在不同的电路场景中发挥着关键作用。无论是保障电子设备稳定运行，还是实现信号的转换与控制，二极管都功不可没。随着科技的不断发展，相信二极管在未来会有更广泛的应用和更深入的研究，为电子领域的创新发展持续助力。
关键词：快速恢复二极管
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