在半导体二极管内部有一个PN结和两个引出端。
这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。
晶体二极管结构
晶体二极管的核心是PN结,关于PN结首先要了解三个概念。
本征半导体:指不含任何掺杂元素的半导体,如纯硅晶片或纯锗晶片。P型半导体:掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中Si(4+)中掺入Al(3+)的半导体。
N型半导体:掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中硅Si(4+)中掺入磷P(5+)的半导体。
由P型半导体和N型半导体相接触时,就产生一个独特的PN结界面,在界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。
当外加电压等于零时,由于PN结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的PN结。
以PN结为核心结构,加上引线或引脚形成单向导电的二极管。
当外加电压方向由P极指向N极时,导通。
晶体二极管分类
晶体二极管可按材料不同和PN结结构不同,进行分类。
01点接触型二极管
点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。
其PN结的静电容量小,适用于高频电路。因为构造简单,所以价格便宜。对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用范围较广的类型。与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此不能使用于大电流和整流。
制作工艺:将细铝丝的一端接在阳极引线上,另一端压在掺杂过的N型半导体上。加上电压后,细铝丝在接触点处融化并渗入融化部分的中。这样,接触点实际上是P型半导体,并附着在N型半导体上形成PN结。
02面接触型二极管
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。面接触型晶体二极管比较适用于大电流开关。
平面型二极管
平面型二极管是一种特制的硅二极管,得名于半导体表面被制作得平整。最初,对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的,故又把平面型称为外延平面型。
在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,扩散P型杂质,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅单晶片上仅选择性地