图4 普通二极管的管芯结构
硅平面型二极管的特点是在PN结表面覆盖了一层二氧化硅薄膜,避免了PN结表面被水分子、气体分子以及其他离子等沾污,如图4(c)所示。这种二极管的特性比较稳定可靠,多用于开关、脉冲及超高频电路中。国产2CK系列二极管就属于这种类型。
3.基本参数
晶体二极管的参数很多,常用检波、整流二极管的主要参数有以下几项:
①最大整流电流(IFM)。这是指二极管长期连续工作时,允许正向通过PN结的最大平均电流。最大整流电流亦称额定正向工作电流。使用中,实际工作电流应小于二极管的该参数,否则将损坏二极管。例如,常用2AP9型锗检波二极管的最大整流电流为5mA,1N4001、1N4007型硅整流二极管的最大整流电流均为1A。
②最高反向工作电压(URM)。这是指反向加在二极管两端而不致引起PN结击穿的最大电压。使用中应选用URM大于实际工作电压2倍以上的二极管,如果实际工作电压的峰值超过该参数,二极管就有被击穿的危险。例如,常用2AP9型锗检波二极管的最高反向工作电压为15V,1N4001型硅整流二极管的最高反向工作电压为50V,1N4007型硅整流二极管的最高反向工作电压为1000V。
③正向电压降(UF)。指二极管导通时其两端产生的正向电压降,在规定的正向电流下二极管的正向电压越小越好,例如,对于常用的小型锗二极管来说,这个电压大约是0.2V,而硅管则为0.65V左右。
④反向电流(IR)。是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的电流。反向电流越小,管子的单向导电性能越好。一般硅二极管的反向电流为10μA或更小,锗二极管的反向电流约为几百微安。
⑤最高工作频率(fM)。由于PN结极间电容的影响,使二极管所能应用的工作频率有一个上限,fM是指二极管能正常工作的最高频率。在作检波或高频整流使用时,应选用fM至少2倍于电路实际工作频率的二极管,否则不能正常工作。例如,常用2AP9型锗检波二极管的最高工作频率为100MHz,1N4000 系列硅整流二极管的最高工作频率为3kHz。
管引线,要尽量短,不能用长引线或把引线弯成圈来达到散热目的。最大整流电流IFM是指电阻性或电感性负载下的半波平均值,若整流二极管工作在电容性负载时,IFM宜降低20%使用,否则二极管可能会因过流发热而很快损坏。
④晶体二极管损坏后一般不可修复,只能更换新管。在选配二极管时应尽可能用同型号的二极管,如无同型号二极管更换时,可尽量选择用途相同或相近的二极管进行代换,但要求做到:代换管的材料、极性必须与原管一致,并且相关参数指标不得低于原管。例如,代用整流二极管的最大整流电流和最大反向电压两项极限参数不得低于原管,否则将有可能被烧毁或被击穿。代用检波二极管的最高工作频率不能低于原管,否则不能正常工作。一般说来,材料、极性不同的二极管不宜互代。这主要是因为锗管与硅管的管压降不一样,如果直接代用,电路将不能正常工作,但用途不同的二极管在符合上述原则的前提下可以灵活变通。例如,可用高频开关管代替检波管,可用低频开关管代替小电流整流管等。