二级管的分类及特性
一、根据构造分类
  半导体二极管主要是依靠PN结而工作的.与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内.包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:
    1、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.因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路.但是,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.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.
2、键型二极管
  键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的.其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间.与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加,但正向特性特别优良.多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于50mA).在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型.
3、合金型二极管
  在N型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的.正向电压降小,适于大电流整流.因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流.
4、扩散型二极管
  在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成P型,以此法PN结.因PN结正向电压降小,适用于大电流整流.最近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型.
5、台面型二极管
  PN结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉.其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名.初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的.因此,又把这种台面型称为扩散台面型.对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多.
6、平面型二极管
  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扩散一部分而形成的PN结.因此,不需要为调整PN结面积的药品腐蚀作用.由于半导体表面被制作得平整,故而得名.并且,PN结合的表面,因被氧化膜覆盖,所以公认为是稳定性好和寿命长的类型.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.对平面型二极管而言,似乎使用于大电流整流用的型号很少,而作小电流开关用的型号则很多.
7、合金扩散型二极管
  它是合金型的一种.合金材料是容易被扩散的材料.把难以制作的材料通过巧妙地掺配杂质,就能与合金一起过扩散,以便在已经形成的PN结中获得杂质的恰当的浓度分布.此法适用于制造高灵敏度的变容二极管.
    8、外延型二极管
  用外延面长的过程制造PN结而形成的二极管.制造时需要非常高超的技术.因能随意地控制杂质的不同浓度的分布,故适宜于制造高灵敏度的变容二极管.
9、肖特基二极管
  基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的接触面上,用已形成的肖特基来阻挡反向电压.肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异.其耐压程度只有40V左右.其特长是:开关速度非常快:反向恢复时间trr特别地短.因此,能制作开关二极和低压大电流整流二极管.
二、根据用途分类
1、检波用二极管
  就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波.锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型.类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路.也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件.
2、整流用二极管
  就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流.以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流.面结型,工作频率小于KHz,最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档.分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型.
3、限幅用二极管
  大多数二极管能作为限幅使用.也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管.为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管.也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体.
4、调制用二极管
  通常指的是环形调制专用的二极管.就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件.即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用.
5、混频用二极管
  使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管.
6、放大用二极管
  用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大.因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管.
7、开关用二极管
  有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管.小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管.开关二极管的特长是开关速度快.而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管.2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高.
8、变容二极管
     用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管.日本厂商方面也有其它许多叫法.通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化.因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途.通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大.结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作.
9、频率倍增用二极管
  对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增.频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率.阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显著地短.如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波.
10、稳压二极管
  是代替稳压电子二极管的产品.被制作成为硅的扩散型或合金型.是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管.作为控制电压和标准电压使用而制作的.二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级.在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品.工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW型;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型.
11、PIN型二极管(PIN Diode)
  这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管.PIN中的I是"本征"意义的英文略语.当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和"本征"层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变.在零偏置或直流反向偏置时,"本征"区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入"本征"区,而使"本征"区呈现出低阻抗状态.因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用.它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中.
12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode)
  它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管.产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡.它常被应用于微波领域的振荡电路中.
13、江崎二极管 (Tunnel Diode)
  它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管.其基底材料是砷化镓和锗.其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的).隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生.发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性.江崎二极管为双端子有源器件.其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷".江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中.
14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode)
  它也是一种具有PN结的二极管.其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成"自助电场".由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个"存贮时间"后才能降至最小值(反向饱和电流值).阶跃恢复二极管的"自助电场"缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量.利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路.快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中.
15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode)
  它是具有肖特基特性的"金属半导体结"的二极管.其正向起始电压较低.其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料.其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体.这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多.由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件.其工作频率可达100GHz.并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管.
16、阻尼二极管
  具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用.
17、瞬变电压抑制二极管
  TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类.
18、双基极二极管(单结晶体管)
  两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点.
19、发光二极管
  用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光.工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光.
三、根据特性分类
       点接触型二极管,按正向和反向特性分类如下.
1、一般用点接触型二极管
         这种二极管正如标题所说的那样,通常被使用于检波和整流电路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别坏的中间产品.如:SD34、SD46、1N34A等等属于这一类.
2、高反向耐压点接触型二极管
  是最大峰值反向电压和最大直流反向电压很高的产品.使用于高压电路的检波和整流.这种型号的二极管一般正向特性不太好或一般.在点接触型锗二极管中,有SD38、1N38A、OA81等等.这种锗材料二极管,其耐压受到限制.要求更高时有硅合金和扩散型.
3、高反向电阻点接触型二极管
  正向电压特性和一般用二极管相同.虽然其反方向耐压也是特别地高,但反向电流小,因此其特长是反向电阻高.使用于高输入电阻的电路和高阻负荷电阻的电路中,就锗材料高反向电阻型二极管而言,SD54、1N54A等等属于这类二极管.
4、高传导点接触型二极管
  它与高反向电阻型相反.其反向特性尽管很差,但使正向电阻变得足够小.对高传导点接触型二极管而言,有SD56、1N56A等等.对高传导键型二极管而言,能够得到更优良的特性.这类二极管,在负荷电阻特别低的情况下,整流效率较高.

        磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器，是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著。还有一种是近年来问世的一种超小型非晶合金磁性材料制作的磁珠，它和铁氧体不是同一种材料。(注：请区别于电‘技术中的“绝缘瓷珠”——编者)

　　磁珠的主要原料为铁氧体，是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。这种材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。当导线中有电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大的衰减。

　　对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。它的等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗是随着频率的升高而增加。高频电流在其中以热量形式散发。

　　在低频段，阻抗由电感的感抗构成。低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小．整个器件是一个低损耗，高Q特性的电感。这种电感容易造成谐振．因此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后，干扰增强的现象。

　　 在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小。这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

　　 铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板．在电源线和数据线上，如在印制板的电源线入口端加铁氧体抑制元件．就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

          电感是储能元件，而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路，侧重于抑制传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI(电磁兼容)方面。磁珠用来吸收超高频信号，例如在一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路等，都需要在电源输入部分加磁珠。电感是一种储能元件，多用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz。 
 
          1．磁珠的单位是欧姆，而不是亨特。

　　 磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的数据参数表(DATASHEET)上，一般会提供频率和阻抗的特性曲线图．常以100MHz为标准，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz频率时磁珠的阻抗相当于600欧姆。

　　 例如某磁珠参数为120ohm，25％,3A,1206，其中120ohm是指在频率100MHz时，该磁珠的阻抗值为120欧姆；25％是指上述阻抗所允许的误差是±25％；3A是指该磁珠标称允许流过的最大电流；1206是指该磁珠的外形尺寸，EIAl206(英制：英寸)等同于JIS／IEC3216(国际单位制：毫米)，即长3．2mm、宽1．6mm。

　　 2．磁环和磁珠对高频成分起吸收作用，也称为吸收滤波器。

　　 普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成，在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，这类普通滤波器又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时，就会有一部分能量被反射回信号源，造成干扰电平的增强。为解决这一弊端，可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套，利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗，把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收作用。

　　 3．磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。

　　 磁珠不同于普通的噪声滤波器，通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声，属于被动抑制型。磁珠的作用则不同，它能抑制开关噪声的产生．属于主动抑制型，这是二者的根本区别。磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。

　　 不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流也越大。

         使用二进制集成电路, CD4040可制作电子电位器。电路图如下。

　

CD4040集成电路各脚功能。

        电位可有4096挡次，如电压在4.096V，每伏有1000个1mV变化进位挡，每进1位上升1mV，电路二进制位0～11位以高位电阻最小。如第11位50kΩ、第10位100kΩ、第9位200KΩ、第8位400KΩ、第7位800KΩ、第6位1.6MΩ、第5位3.2MΩ、第4位6.4MΩ、第3位12.8MΩ、第2位25.6MΩ、第1位51.2MΩ、第0位102.4MΩ，向下按每退1位、阻值加1倍顺序排列。如排错，或电阻不是倍数，电位的上升值会不均匀，进到某数值便突然跳变。

        图1是收音自动搜索调谐电位器。Q1、Q2组成2～4KHz左右振荡电路。Q3阻止振荡。

        Ａ端接调谐指示输出脚，CXA1019、CXA1283等收音电路调谐指示脚都是收到电台输出负电压，Q3接收负极电压使Q1停振。B保持电位不变，按一下K1搜索下个电台，B电压上升，收到电台Q3阻止振荡，B端电压停止上升，再按再往下搜台……B端搜台从0V升到5V，跳回0V再按0～5V循环搜台，K2用于计数清0，如要跳回低频电台搜索时按K2。B端接收音调谐电路变容管，此电路接通，如A端没有负电就会从0～5V循环搜台，只要收音机收到电台时调谐指示脚输出负电压即停搜。如有12位、16位或更多位的串级二进／退的计数电路就更好，可惜找不到或是目前根本没有厂商生产这类多位进退计数电路。若从×处断开去掉Q3电路，把Ｋ１接至断开的两处可做其他计数电位器，如台灯调光、电风扇调速等。

        图２为电视VH电调谐音量电位器，只需6位二进制倍数电阻，就可达到64级音量调节。

　
       我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。

单稳类电路

单稳工作方式，它可分为3种。见图示。

第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

　　第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

　　第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。