二极管初识

二极管的主要参数如下：

一般的二极管可以在正向或反向偏置条件下工作。

当二极管正向偏置时，需要经过一定的电压降（硅为0.7V，锗为0.3V），才能让电流开始流动。此后，二极管上的电压降将保持恒定（0.7V或0.3V）。

但是，在反向偏置中，二极管不会导通，因而输入信号在二极管上将不发生变化。简单地说，理想情况下的二极管，正向偏置时相当于短路，而反向偏置时相当于开路。

正向电压降（正向压降）：指在正向偏置状态下，二极管两端形成的电压差。不同类型和规格的二极管正向电压降值不同。
反向电压容许值（反向电压）：指二极管在反向封锁状态下能够承受的最大电压。
反向漏电流（反向饱和漏电流）：指在反向电压作用下，二极管中的少数载流子流经结区域时产生的漏电流。反向漏电流随着反向电压的增加而呈指数形式增长。
最大正向电流（额定电流）：指在正向偏置状态下，能够通过二极管的最大电流值。超过这个电流值，二极管可能会被损坏。
断电容量（结电容）：指二极管的p-n结区域具有的电容，也是二极管频率特性的重要参数。

二极管的等效电路通常可以用以下两种简化模型进行表示：

理想二极管模型：理想二极管是一个只有单向导电性的理论模型，它可以看做一个开关。相当于一个导体和一个绝缘体之间的交界面，只有在正向偏置时才会导通（电流从正极流向负极），在反向偏置时则截止（基本不导电）。因此，在理想情况下，理想二极管的等效电路为一个具有无限大正向电阻和无限小反向电阻的开关。

实际二极管模型：实际二极管的等效电路通常由一个串联的正向电阻和反向电阻组成，加上一个电容。正向电阻一般很小，反向电阻一般很大，而电容主要由二极管的结电容组成。实际二极管模型因二极管的型号、参数等而异，但总的来说，都可以通过这样一个简单的电路模型来近似描述其特性。

少子对温度非常敏感多子随温度变化不大

二极管的性能与pn结的本质有关，其中pn结是由n型半导体和p型半导体结合而成的。在pn结中，当正向电压施加到pn结上时，载流子（包括电子和空穴）将进入少数载流子区，并产生电流。相反，当反向电压施加时，多数载流子区中的电子和空穴将被吸引到反向偏压区域，从而形成一个较宽的耗尽层。

在少数载流子区，二极管中主要存在的是少子，即电子和空穴。这些少子对温度非常敏感，因为它们的浓度随温度升高而快速变化。当温度升高时，更多的载流子会生成，从而增加了电子的浓度。这会导致导通电流的增加，并导致二极管的热失效。

相比之下，在多数载流子区，二极管中主要存在的是多子，即电子和空穴都很多。由于多子已经填充了能带，它们的浓度变化不像少子那样剧烈，因此多子对温度的变化不太敏感。换句话说，多子对温度变化的响应相对较小，因为多子在该材料中的总数已经接近饱和状态。

总之，二极管中少子对温度更为敏感，因为电子浓度随温度变化时会发生剧烈变化，而多子对温度的变化产生的响应相对较小

三极管三个区域的特点是什么？

三极管包含三个区域：发射区，基区和集电区。根据“PN结”的特性，这三个区域的掺杂浓度不同，具有各自不同的电学特性，如下：

发射区（Emitter Region）：发射区的掺杂浓度最高，是P型或N型半导体。其宽度很窄，通常只有几微米。发射区向外发射电子，将电流注入到基区。

基区（Base Region）：基区掺杂浓度较低，通常是N型半导体，在P型半导体中有时也会使用P型半导体。电子在进入基区时，会受到控制，即当外部加上一个控制电压时，可以使得电子流动的通道变窄或者变宽，从而达到控制电流的目的。

集电区（Collector Region）：集电区的掺杂浓度较高，通常是N型半导体。它与发射区相对应，吸收从基区发射过来的电子，并将电流经集电极输出。

因此，可以看出，三极管的三个区域具有不同的掺杂浓度，厚度和电学特性，通过在这些区域之间施加电压或电流，就可以实现三极管的控制和放大功能。

把两个二极管焊接在一起能否构成一个三极管？

几个回答：

微电子硕士来回答一下把。首先答案肯定是不能，主要原因还是基区厚度的问题，就是说载流子有平均迁移长度，平均迁移长度就可以理解为是载流子在不同的区迁移的平均值（比如电子在P区），超过这个长度多数载流子会被复合，比如电子在P区只能移动很短的距离，超过这个距离电子就会被P区空穴复合。因此视频也说了（视频中是npn管子），中间的P区要做的很薄，薄到基区宽度要小于载流子平均迁移长度，这样N区点子会穿过P区进入N区，并且大部分不被复合。集极的电子会漂移进射极这是三极管核心的要义。如果把两个二极管P端相连，则相当于npn管子基极P区很长，电子无法穿越P区，因此不能形成三极管。
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问题答案是不能。三极管很巧妙，关键在于反偏的集电极，它是用于收集从发射级过来的电子，为什么能收集?
先说pn结，首先，pn结制作好后，p区和n区的界面会形成一个耗尽区，耗尽区两边是中性区，热平衡态下的pn结的耗尽区内存在着扩散电流等于漂移电流的动态平衡。pn结为什么能有整流特性?是因为正偏时耗尽区的内建电场被削弱，扩散电流大于漂移电流，电子空穴分别注入到对方的中性区内，由此正向导通;反偏时就反过来了，内建电场加强，于是增强的电场就开始抽取耗尽区两边中性区的载流子，但奈何这个电场抽的是中性区的少数载流子，少数载流子本来就少，电流很小，于是表现为反向截止。
码了上面一段话，就是说明反偏的pn结具有抽取载流子的能力。你两个二极管背靠背怎么做到抽取的作用呢?电子过去都被复合完了，另一个反偏二极管收集不到你的电子啊。基区做薄的原因之一就是减少基区复合电流，好让集电极尽可能多的收集载流子。
所以说这个名字起得也很好，集电极，就是收集，集电极英文就是collector

伏安特性折线化得到的直流等效电路

在这里插入图片描述
二极管的导通电压通常在0.6V到0.7V之间。当二极管处于正向偏置时，其漏电流急剧增加，但只要不超过明显的限制，如功率失真、击穿等，它就可以安全地工作。

此外，导通电压还受到其他参数的影响，例如二极管的材料、掺杂浓度、温度等。不同的材料和制造工艺可能会导致略微不同的导通电压范围。

二极管相关电路

二极管限幅电路

在某些电路中，交流信号需要被限制在指定范围内，来保证正常的工作。为了实现这一点，能够限制输入信号并将其限幅至特定值的二极管限幅电路应运而生。

该电路由一个或多个二极管组成，其中二极管与输入信号并联以实现输入信号的限制和切断。输出信号的形态由二极管的方向和输入信号共同决定。

如果只需要限制信号的一半波形，则只需使用一个二极管，将其连接到输入交流电源上。但是，若要完整地限制正弦波形的两个半周期，则需要使用两个二极管。

半波整流电路是二极管限幅电路的典型案例。当二极管正向偏置时，所有低于0的输入信号都会被削除；相似地，当二极管反向偏置时，所有高于0的输入信号都会被削除。

二极管导通时，它上面的电压是多少？

当二极管处于正向导通状态时，它上面的电压会随着电流流过而降低到一个常数，这个常数被称为二极管正向压降（Forward voltage drop），通常由器件的材料和工艺决定。不同类型、不同制造商生产的二极管正向压降可能略有不同，典型值在几百毫伏的范围内。

例如，通用硅二极管1N4148的额定正向压降大约是 0.6 ~ 0.7V。当二极管的正向电压超过这个值时，才会开始导通；如果电压较低，则二极管就不会导通。

需要注意的是，二极管正向导通时的电压是相对稳定的，但具体取决于电流大小和二极管属性等因素。此外，即使二极管通电，如果将其放入交流电路中，则会出现正负半周导通的情况，并且具体的电压变化也要根据实际电路特性来分析。

二极管电压与电流的公式是什么

对于硅二极管，我们可以采用级数公式或理想二极管方程式进行大致的近似计算。在静态条件下，硅二极管的电压与电流之间的关系大致可以表示为：

Vd = Vt × ln(I / Is + 1)

其中Vd表示二极管的正向电压，I表示通过二极管的电流，Is是反向饱和电流，Vt为热压缩电压，其大小约为25mV左右。

二极管击穿分为几种情况

二极管是一种非线性电子器件，其特殊的PN结结构使其具有单向导通性质，在很多电子电路中被广泛应用。然而，当二极管工作条件发生变化时，比如正向或反向偏置电压过高、温度过高等情况下，就会导致二极管的失控和损坏，这种情况称为二极管击穿。

根据击穿方式不同，可以将二极管的击穿分为几种类型。

倒向击穿：当二极管处于反向偏置状态时，如果外加电场强度足够大，则会使得少数载流子在PN结内受到足够的能量以克服PN结区带电荷屏障，在短时间内产生突出的电流浪涌，再由此引起后续击穿效应而损坏器件。因为这种击穿方式发生时，二极管外加电压与二级管电流方向相反，所以被称为倒向击穿。
正向击穿：当二极管处于正向工作时，一些物理机制也可能导致其失去控制，出现电击穿现象。其中最常见的情况是“Zener 显式击穿”、“Avalanche 雪崩击穿”，（通常以6V为分界线，以下齐纳击穿，以上雪崩击穿）这种状态下的击穿被称为正向击穿。具体而言，显式击穿是由于PN结高反向电场区域内四价杂质原子发生本征损耗而产生能带倍增，从而达到雪崩效应、反弹输运之间平衡形成极高倍增上升途中达成；而雪崩击穿则是在PN结面附近，通过高能载流子在晶格缺陷等位置引起与导致复合产生电荷增幅，将撕裂出新载流子进入系统而触发连锁反应。
热击穿：当二极管通电时间较长时，若功率过大，在材料内部生成的热量过多，导致晶体温度超过其耐用温度时也会发生击穿现象，称为热击穿。
光电击穿：将光线作为刺激信号发射到二极管表面时，光线中光子能量和特殊情况相遇发生新的载流子，并引起电荷移动，最终发生击穿现象，即光电击穿。在一些特殊的电路设计或实验中，可以采用这种特殊刺激方式来实现对二极管的击穿研究和控制。

需要注意的是，击穿时二极管的损坏程度会因其具体工作条件、工艺设计等因素而有所不同。在普通电路应用中，为了确保电路的稳定性和可靠性，需要避免二极管的击穿现象，并合理运用二极管的工作特点来实现准确的电子设计及信号控制。

稳压二极管的伏安特性是什么

稳压二极管是一种特殊的二极管器件，具有比普通二极管更稳定的分压特性，在稳定电压源、限流和瞬变保护等方面有着广泛的应用。

稳压二极管的伏安特性指的是其正向导通状态下的电流与电压之间的关系。与普通二极管相比，稳压二极管在一定电压范围内具有较为恒定的电压降（也称为稳压电压），即使外部负载发生变化，也能够保持稳定输出电压。

理论上，稳压二极管的伏安特性可以通过所谓的“Zener显式效应”来进行解释。在Zener构建的PN结空穴取代反向电场区域的 10^-8 至 10^-6 % 的杂质浓度，对于内部发布的高反向偏置电场是能够重要增大它的禁带宽度而与击穿电压无关的valence-缺陷. 在这个高电场条件下，通过禁带垄断或量子效应作用的有打穿荷突、线性迈克尔 - 莫胡尔运动 mode 等机制同样引起了电子间的Zener显式效应。由于内部结构提供了一个近乎稳定的特征横截面，当稳压二极管处于正向偏置状态时，它可以保持较恒定的Zener电压（即稳压电压），所以称为稳压二极管。

需要注意的是，虽然稳压二极管具有较为稳定的电压输出特性，但其输出电压程度和工作条件仍受到材料特性、加工工艺和环境影响等因素的限制。在具体的设计与使用中，需要根据实际需求进行选择和匹配，以确保电路的安全稳定和性能可靠。

稳压二极管通常利用什么特性？在哪个区域工作？

稳压二极管的常用原理是雪崩击穿和肖特基障壁击穿的组合。其工作条件通常在反向偏置区域。

具体来说，当稳压二极管的反向电压达到某一特定值时，它的 PN 结内部会发生雪崩或肖特基障壁击穿现象，形成一个较为稳定的电阻，使得外部电路能够获得比较稳定的电源电压。这个电源电压被称为稳压电压，通常用来保持电子设备中某些电路的电压稳定。

需要注意的是，稳压二极管要求在其特定“Zener显式效应”范围之内工作，以保证稳压电压的稳定性和精确性。同时，由于不同类型的稳压二极管具有不同的工作特性和参数，因此在选择具体器件时，需要根据实际的需要，对其工作电压、输出电流、功耗等多项指标加以考虑，以确保其稳压效果能够满足设备的需求。

稳压二极管的主要参数是什么

稳压二极管的主要参数包括：

稳定电压（也称为稳压电压）：在稳态下，稳压二极管正向偏置时，流经管子的电流会将管子两端等效的芯片反向 Biased 。此时，芯片上形成的电场会获得禁带突破和击穿现象而形成Zener显式效应或Avalanche雪崩效应。稳定电压则是指在该状态下，管子两端具有基本均衡的电压差，保持输出（即吸纳器件正常工作所需要的电源）的稳定。
最大功耗：稳压二极管能够承受的最大功率。
泄漏电流：在反向偏置情况下，稳压二极管可能产生泄露电流，这对于一些对电流精度要求较高的电路，例如 A/D 转换器等，可能会造成干扰。泄漏电流越小越好。
工作温度范围：稳压二极管的性能会随着环境温度变化而发生变化。工作温度范围越广，就越适用于复杂的工作条件。
负载能力：稳压二极管可承受的负载电流大小，如果输出电流需要接上负载，那么负载能力也是一个重要的关注点。

在实际选择和应用稳压二极管时，需要根据具体的情况对这些参数进行评估，并选取具有较为合适性能及特性的器件，以实现稳定、精确的电压调节和控制。