常用電子元器件系列知識(shí)培訓(xùn)——二極管篇

1、電子元器件系列知識(shí)-二極管二極管的特性與應(yīng)用    幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。 二極管的工作原理    晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加

2、強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。 二極管的類型    二極管種類有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。根據(jù)其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)?/p>

3、結(jié)在一起，形成一個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。 二極管的導(dǎo)電特性    二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說明二極管的正向特性和反向特性。 1.正向特性。   在電子電路中，將二極管的正極接

4、在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。 2.反向特性。    在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有

5、微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。 二極管的主要參數(shù)：    用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對(duì)初學(xué)者而言，必須了解以下幾個(gè)主要參數(shù)： 1、額定正向工作電流     是指二極管長期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時(shí)，就會(huì)使管芯過熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工

6、作電流值。例如，常用的IN40014007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。 2、最高反向工作電壓     加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。 3、反向電流     反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時(shí)反向電流若

7、為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時(shí)，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會(huì)使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時(shí)反向電流僅為5uA，溫度升高到75時(shí)，反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。   測(cè)試二極管的好壞      初學(xué)者在業(yè)余條件下可以使用萬用表測(cè)試二極管性能的好壞。測(cè)試前先把萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流過大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零。 1、正向特性測(cè)試

8、    把萬用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間，這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大值，說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。 2、反向特性測(cè)試     把萬且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無窮大值或接近無窮大值，管子就是合格的。 二極管的應(yīng)用 1、整流二極管     利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈動(dòng)直流電。 2

9、、開關(guān)元件 二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。 3、限幅元件     二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。 4、繼流二極管     在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。 5、檢波二極管     在收音機(jī)中起檢波作用。 6、變?nèi)荻O管     使用于電視機(jī)的

10、高頻頭中。 半導(dǎo)體的特性 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體強(qiáng)。實(shí)際上，半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別在不僅在于導(dǎo)電能力的不同，更重要的是半導(dǎo)體具有獨(dú)特的性能（特性）。1在純凈的半導(dǎo)體中適當(dāng)?shù)負(fù)饺胍欢ǚN類的極微量的雜質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能就會(huì)成百萬倍的增加-這是半導(dǎo)體最顯著、最突出的特性。例如，晶體管就是利用這種特性制成的。2當(dāng)環(huán)境溫度升高一些時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地增加；當(dāng)環(huán)境溫度下降一些時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地下降。這種特性稱為“熱敏”，熱敏電阻就是利用半導(dǎo)體的這種特性制成的。3當(dāng)有光線照射在某些半導(dǎo)體時(shí)，這些半導(dǎo)體就像導(dǎo)體一樣，導(dǎo)電能力很強(qiáng)；當(dāng)沒有光線照射時(shí)，這些半導(dǎo)體就像絕緣體一樣不

11、導(dǎo)電，這種特性稱為“光敏”。例如，用作自動(dòng)化控制用的“光電二極管”、“光電三極管”和光敏電阻等，就是利用半導(dǎo)體的光敏特性制成的。    由此可見，溫度和光照對(duì)晶體管的影響很大。因此，晶體管不能放在高溫和強(qiáng)烈的光照環(huán)境中。在晶體管表面涂上一層黑漆也是為了防止光照對(duì)它的影響。最后，明確一個(gè)基本概驗(yàn)：所謂半導(dǎo)體材料，是一種晶體結(jié)構(gòu)的材料，故“半導(dǎo)體”又叫“晶體”。 P性半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體-前面講過，在純凈的半導(dǎo)體中加入一定類型的微量雜質(zhì)，能使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成百萬倍的增加。加入了雜質(zhì)的半導(dǎo)體可以分為兩種類型：一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中去后，在半導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生大量的帶負(fù)電荷的自由電子，這種

12、半導(dǎo)體叫做“N型半導(dǎo)體”（也叫“電子型半導(dǎo)體”）；另一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中后，會(huì)產(chǎn)生大量帶正電荷的“空穴”，這種半導(dǎo)體叫“P型半導(dǎo)體”（也叫“空穴型半導(dǎo)體”）。例如，在純凈的半導(dǎo)體鍺中，加入微量的雜質(zhì)銻，就能形成N型半導(dǎo)體。同樣，如果在純凈的鍺中，加入微量的雜質(zhì)銦，就形成P型半導(dǎo)體。 一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成晶體二極管-設(shè)法把P型半導(dǎo)體（有大量的帶正電荷的空穴）和N型半導(dǎo)體（有大量的帶負(fù)電荷的自由電子）結(jié)合在一起，見圖1所示。                      

13、;         圖1 在P型半導(dǎo)體的N型半導(dǎo)體相結(jié)合的地方，就會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層，這個(gè)特殊的薄層就叫“PN結(jié)”。晶體二極管實(shí)際上就是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的（見圖1）。 例如，收音機(jī)中應(yīng)用的晶體二極管，其觸絲（即觸針）部分相當(dāng)于P型半導(dǎo)體，N型鍺片就是N型半導(dǎo)體，他們之間的接觸面就是PN結(jié)。P端（或P端引出線）叫晶體二極管的正端（也稱正極）。N端（或N端引出線）叫晶體二極管的負(fù)端（也稱負(fù)極）。 如果像圖2那樣，把正端連接電池的正極，把負(fù)端接電池的負(fù)極，這是PN結(jié)的電阻值就小到只有幾百歐姆了。因此，通過PN結(jié)的電流（I=U/R）就很大。

14、這樣的連接方法（圖2a）叫“正向連接”。正向連接時(shí)，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“正向電壓”；處在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“正向電阻”，在正向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“正向電流”。很明顯，因?yàn)榫w二極管的正向電阻很小（幾百歐姆），在一定正向電壓下，正向電流（I=U/R）就會(huì)很大-這表明在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）具有像導(dǎo)體一樣的導(dǎo)電本領(lǐng)。                    圖2a      

15、;                     圖2b 反過來，如果把P端接到電池的負(fù)極，N端接到電池的正極（見圖2b）。這時(shí)PN結(jié)的電阻很大（大到幾百千毆），電流（I=U/R）幾乎不能通過二極管，或者說通過的電流很微弱。這樣的連接方法叫“反向連接”。反向連接時(shí)，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“反向電壓”；處在反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“反向電阻”，在反向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“反向電流”。顯然，因?yàn)榫w二極管的

16、正向電阻很大（幾百千歐姆），在一定的反向電壓下，正向電流（I=U/R）就會(huì)很小，甚至可以忽略不計(jì)，-這表明在一定的反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）幾乎不導(dǎo)電。 上敘實(shí)驗(yàn)說明這樣一個(gè)結(jié)論：晶體二極管（或PN結(jié)）具有單向?qū)щ娞匦浴?晶體二極管用字母“D”代表，在電路中常用圖3的符號(hào)表示，即表示電流（正電荷）只能順著箭頭方向流動(dòng)，而不能逆著箭頭方向流動(dòng)。圖3是常用的晶體二極管的外形及符號(hào)。                         

17、60;      圖3 利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢杂脕碚鳎▽⒔涣麟娮兂芍绷麟姡┖蜋z波（從高頻或中頻電信號(hào)取出音頻信號(hào)）以及變頻（如把高頻變成固定的中頻465千周）等。 PN結(jié)的極間電容-PN結(jié)的P型和N型兩快半導(dǎo)體之間構(gòu)成一個(gè)電容量很小的電容，叫做“極間電容”（如圖4所示）。由于電容抗隨頻率的增高而減小。所以，PN結(jié)工作于高頻時(shí)，高頻信號(hào)容易被極間電容或反饋而影響PN結(jié)的工作。但在直流或低頻下工作時(shí)，極間電容對(duì)直流和低頻的阻抗很大，故一般不會(huì)影響PN結(jié)的工作性能。PN結(jié)的面積越大，極間電容量越大，影響也約大，這就是面接觸型二極管（如整流二極管）和低頻三極管不能用

18、于高頻工作的原因 晶體二極管的主要參數(shù)1、最高工作頻率fM（MC）-二極管能承受的最高頻率。通過PN結(jié)交流電頻率高于此值，二極管接不能正常工作。2、最高反向工作電壓VRM（V）-二極管長期正常工作時(shí)，所允許的最高反壓。若越過此值，PN結(jié)就有被擊穿的可能，對(duì)于交流電來說，最高反向工作電壓也就是二極管的最高工作電壓。3、最大整流電流IOM（mA）-二極管能長期正常工作時(shí)的最大正向電流。因?yàn)殡娏魍ㄟ^二極管時(shí)就要發(fā)熱，如果正向電流越過此值，二極管就會(huì)有燒壞的危險(xiǎn)。所以用二極管整流時(shí)，流過二極管的正向電流（既輸出直流）不允許超過最大整流電流。半導(dǎo)體二極管的分類一、根據(jù)構(gòu)造分類 半導(dǎo)體二極管主要是依靠PN

19、結(jié)而工作的。與PN結(jié)不可分割的點(diǎn)接觸型和肖特基型，也被列入一般的二極管的范圍內(nèi)。包括這兩種型號(hào)在內(nèi)，根據(jù)PN結(jié)構(gòu)造面的特點(diǎn)，把晶體二極管分類如下：點(diǎn)接觸型二極管 點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后，再通過電流法而形成的。因此，其PN結(jié)的靜電容量小，適用于高頻電路。但是，與面結(jié)型相比較，點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差，因此，不能使用于大電流和整流。因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單，所以價(jià)格便宜。對(duì)于小信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言，它是應(yīng)用范圍較廣的類型。鍵型二極管 鍵型二極管是在鍺或硅的單晶片上熔接或銀的細(xì)絲而形成的。其特性介于點(diǎn)接觸型二極管和合金型二極管之間。與點(diǎn)接觸

20、型相比較，雖然鍵型二極管的PN結(jié)電容量稍有增加，但正向特性特別優(yōu)良。多作開關(guān)用，有時(shí)也被應(yīng)用于檢波和電源整流（不大于50mA）。在鍵型二極管中，熔接金絲的二極管有時(shí)被稱金鍵型，熔接銀絲的二極管有時(shí)被稱為銀鍵型。合金型二極管 在N型鍺或硅的單晶片上，通過合金銦、鋁等金屬的方法制作PN結(jié)而形成的。正向電壓降小，適于大電流整流。因其PN結(jié)反向時(shí)靜電容量大，所以不適于高頻檢波和高頻整流。擴(kuò)散型二極管 在高溫的P型雜質(zhì)氣體中，加熱N型鍺或硅的單晶片，使單晶片表面的一部變成P型，以此法PN結(jié)。因PN結(jié)正向電壓降小，適用于大電流整流。最近，使用大電流整流器的主流已由硅合金型轉(zhuǎn)移到硅擴(kuò)散型。臺(tái)面型二極管 PN

21、結(jié)的制作方法雖然與擴(kuò)散型相同，但是，只保留PN結(jié)及其必要的部分，把不必要的部分用藥品腐蝕掉。其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺(tái)面形，因而得名。初期生產(chǎn)的臺(tái)面型，是對(duì)半導(dǎo)體材料使用擴(kuò)散法而制成的。因此，又把這種臺(tái)面型稱為擴(kuò)散臺(tái)面型。對(duì)于這一類型來說，似乎大電流整流用的產(chǎn)品型號(hào)很少，而小電流開關(guān)用的產(chǎn)品型號(hào)卻很多。平面型二極管 在半導(dǎo)體單晶片（主要地是N型硅單晶片）上，擴(kuò)散P型雜質(zhì)，利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用，在N型硅單晶片上僅選擇性地?cái)U(kuò)散一部分而形成的PN結(jié)。因此，不需要為調(diào)整PN結(jié)面積的藥品腐蝕作用。由于半導(dǎo)體表面被制作得平整，故而得名。并且，PN結(jié)合的表面，因被氧化膜覆蓋，所以公認(rèn)為是穩(wěn)定性好和壽命長

22、的類型。最初，對(duì)于被使用的半導(dǎo)體材料是采用外延法形成的，故又把平面型稱為外延平面型。對(duì)平面型二極管而言，似乎使用于大電流整流用的型號(hào)很少，而作小電流開關(guān)用的型號(hào)則很多。合金擴(kuò)散型二極管 它是合金型的一種。合金材料是容易被擴(kuò)散的材料。把難以制作的材料通過巧妙地?fù)脚潆s質(zhì)，就能與合金一起過擴(kuò)散，以便在已經(jīng)形成的PN結(jié)中獲得雜質(zhì)的恰當(dāng)?shù)臐舛确植?。此法適用于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。外延型二極管 用外延面長的過程制造PN結(jié)而形成的二極管。制造時(shí)需要非常高超的技術(shù)。因能隨意地控制雜質(zhì)的不同濃度的分布，故適宜于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。肖特基二極管基本原理是：在金屬（例如鉛）和半導(dǎo)體（N型硅片）的接觸面上，

23、用已形成的肖特基來阻擋反向電壓。肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特長是：開關(guān)速度非?？欤悍聪蚧謴?fù)時(shí)間trr特別地短。因此，能制作開關(guān)二極和低壓大電流整流二極管。二、根據(jù)用途分類檢波用二極管就原理而言，從輸入信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波，以整流電流的大?。?00mA）作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz，正向壓降小，結(jié)電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極管，除用于檢波外，還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。整流用二極

24、管就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大?。?00mA）作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。面結(jié)型，工作頻率小于KHz，最高反向電壓從25伏至3000伏分AX共22檔。分類如下：硅半導(dǎo)體整流二極管2CZ型、硅橋式整流器QL型、用于電視機(jī)高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。限幅用二極管 大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售：依據(jù)限制電壓需要，把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個(gè)整體。調(diào)制用二極管 通常指的是環(huán)形調(diào)制專用

25、的二極管。就是正向特性一致性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途，但它們通常是直接作為調(diào)頻用?；祛l用二極管 使用二極管混頻方式時(shí)，在50010,000Hz的頻率范圍內(nèi)，多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。放大用二極管 用二極管放大，大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大，以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此，放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻O管。開關(guān)用二極管 有在小電流下（10mA程度）使用的邏輯運(yùn)算和在數(shù)百毫安下使用的磁芯激勵(lì)用開關(guān)二極管。小電流的開關(guān)二極管通常有點(diǎn)接觸型和鍵型等二極管，也有在高溫下還可能工作的硅擴(kuò)散型、臺(tái)面型和平面型二極管。開

26、關(guān)二極管的特長是開關(guān)速度快。而肖特基型二極管的開關(guān)時(shí)間特短，因而是理想的開關(guān)二極管。2AK型點(diǎn)接觸為中速開關(guān)電路用；2CK型平面接觸為高速開關(guān)電路用；用于開關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路；肖特基（SBD）硅大電流開關(guān)，正向壓降小，速度快、效率高。變?nèi)荻O管    用于自動(dòng)頻率控制（AFC）和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓， 使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常，雖然是采用硅的擴(kuò)散型二極管，但是也可采用合金擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的二極管，因?yàn)檫@些二極管對(duì)于電壓

27、而言，其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路，多以硅材料制作。頻率倍增用二極管 對(duì)二極管的頻率倍增作用而言，有依靠變?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍（即急變）二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同，但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管，從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短，因此，其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波，那么，因tt（轉(zhuǎn)移時(shí)間）短，所以輸出波形急驟地被夾

28、斷，故能產(chǎn)生很多高頻諧波。穩(wěn)壓二極管 是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴(kuò)散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使用而制作的。二極管工作時(shí)的端電壓（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級(jí)。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài)，硅材料制作，動(dòng)態(tài)電阻RZ很小，一般為2CW型；將兩個(gè)互補(bǔ)二極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為2DW型。PIN型二極管（PIN Diode）這是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體（或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體）構(gòu)造的晶體二極管。PIN中的I是“本征”意義的英文略語。當(dāng)其工作頻率超過100

29、MHz時(shí)，由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和“本征”層中的渡越時(shí)間效應(yīng)，其二極管失去整流作用而變成阻抗元件，并且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時(shí)，“本征”區(qū)的阻抗很高；在直流正向偏置時(shí)，由于載流子注入“本征”區(qū)，而使“本征”區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開關(guān)（即微波開關(guān)）、移相、調(diào)制、限幅等電路中。雪崩二極管 (Avalanche Diode)它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對(duì)晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時(shí)間，所以其電流滯后于電壓，出現(xiàn)延遲時(shí)間，若適當(dāng)?shù)乜刂贫稍?/p>

30、時(shí)間，那么，在電流和電壓關(guān)系上就會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng)，從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。江崎二極管 （Tunnel Diode） 它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的N型區(qū)是高摻雜的（即高濃度雜質(zhì)的）。隧道電流由這些簡(jiǎn)并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生。發(fā)生隧道效應(yīng)具備如下三個(gè)條件：費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi)；空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；簡(jiǎn)并半導(dǎo)體P型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比（IPPV），其中，下標(biāo)“P”代表“峰”；而下標(biāo)“V”代表“谷”。江崎二極管可

31、以被應(yīng)用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中（其工作頻率可達(dá)毫米波段），也可以被應(yīng)用于高速開關(guān)電路中?？焖訇P(guān)斷（階躍恢復(fù)）二極管 (Step Recovary Diode) 它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是：在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū)，從而形成“自助電場(chǎng)”。由于PN結(jié)在正向偏壓下，以少數(shù)載流子導(dǎo)電，并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng)，使其反向電流需要經(jīng)歷一個(gè)“存貯時(shí)間”后才能降至最小值（反向飽和電流值）。階躍恢復(fù)二極管的“自助電場(chǎng)”縮短了存貯時(shí)間，使反向電流快速截止，并產(chǎn)生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設(shè)計(jì)出梳狀頻譜發(fā)生電路?？焖訇P(guān)斷（階躍恢復(fù)）二極管用于脈沖和高次諧波電路中

32、。肖特基二極管 （Schottky Barrier Diode） 它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS（金屬絕緣體半導(dǎo)體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。阻尼二極管 具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整

33、流二極管，用在電視機(jī)行掃描電路作阻尼和升壓整流用。瞬變電壓抑制二極管 TVP管，對(duì)電路進(jìn)行快速過壓保護(hù)，分雙極型和單極型兩種，按峰值功率（500W5000W）和電壓（8.2V200V）分類。雙基極二極管（單結(jié)晶體管） 兩個(gè)基極，一個(gè)發(fā)射極的三端負(fù)阻器件，用于張馳振蕩電路，定時(shí)電壓讀出電路中，它具有頻率易調(diào)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成，體積小，正向驅(qū)動(dòng)發(fā)光。工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻、壽命長、可發(fā)紅、黃、綠單色光。三、根據(jù)特性分類點(diǎn)接觸型二極管，按正向和反向特性分類如下。一般用點(diǎn)接觸型二極管    這種二極管正如標(biāo)題所說的那樣，通常被使用于

34、檢波和整流電路中，是正向和反向特性既不特別好，也不特別壞的中間產(chǎn)品。如：SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類。高反向耐壓點(diǎn)接觸型二極管是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號(hào)的二極管一般正向特性不太好或一般。在點(diǎn)接觸型鍺二極管中，有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極管，其耐壓受到限制。要求更高時(shí)有硅合金和擴(kuò)散型。高反向電阻點(diǎn)接觸型二極管正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高，但反向電流小，因此其特長是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負(fù)荷電阻的電路中，就鍺材料高反向電阻型二極管而言，SD54、1N5

35、4A等等屬于這類二極管。高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差，但使正向電阻變得足夠小。對(duì)高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管而言，有SD56、1N56A等等。對(duì)高傳導(dǎo)鍵型二極管而言，能夠得到更優(yōu)良的特性。這類二極管，在負(fù)荷電阻特別低的情況下，整流效率較高。肖特基二極管SBD肖特基勢(shì)壘二極管SBD（Schottky Barrier Diode，簡(jiǎn)稱肖特基二極管）是近年來間世的低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。其反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。1結(jié)

36、構(gòu)原理    肖特基二極管是貴金屬（金、銀、鋁、鉑等）A為正極，以N型半導(dǎo)體B為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢(shì)壘具有整流特性而制成的多屬-半導(dǎo)體器件。因?yàn)镹型半導(dǎo)體中存在著大量的電子，貴金屬中僅有極少量的自由電子，所以電子便從濃度高的B中向濃度低的A中擴(kuò)散。顯然，金屬A中沒有空穴，也就不存在空穴自A向B的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。隨著電子不斷從B擴(kuò)散到A，B表面電子濃度表面逐漸降輕工業(yè)部，表面電中性被破壞，于是就形成勢(shì)壘，其電場(chǎng)方向?yàn)锽A。但在該電場(chǎng)作用之下，A中的電子也會(huì)產(chǎn)生從AB的漂移運(yùn)動(dòng)，從而消弱了由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而形成的電場(chǎng)。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后，電場(chǎng)引起的電子漂移運(yùn)動(dòng)和濃度

37、不同引起的電子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到相對(duì)的平衡，便形成了肖特基勢(shì)壘。    典型的肖特基整流管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。它是以N型半導(dǎo)體為基片，在上面形成用砷作摻雜劑的N-外延層。陽極（阻檔層）金屬材料是鉬。二氧化硅（SiO2）用來消除邊緣區(qū)域的電場(chǎng)，提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態(tài)電阻，其摻雜濃度較H-層要高100%倍。在基片下邊形成N+陰極層，其作用是減小陰極的接觸電阻。通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，可在基片與陽極金屬之間形成合適的肖特基勢(shì)壘，當(dāng)加上正偏壓E時(shí)，金屬A和N型基片B分別接電源的正、負(fù)極，此時(shí)勢(shì)壘寬度Wo變窄。加負(fù)偏壓-E時(shí)，勢(shì)壘寬度就增加，見圖2。  

38、0; 綜上所述，肖特基整流管的結(jié)構(gòu)原理與PN結(jié)整流管有很大的區(qū)別通常將PN結(jié)整流管稱作結(jié)整流管，而把金屬-半導(dǎo)管整流管叫作肖特基整流管，近年來，采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問世，這不僅可節(jié)省貴金屬，大幅度降低成本，還改善了參數(shù)的一致性。    肖特基整流管僅用一種載流子（電子）輸送電荷，在勢(shì)壘外側(cè)無過剩少數(shù)載流子的積累，因此，不存在電荷儲(chǔ)存問題（Qrr0），使開關(guān)特性獲得時(shí)顯改善。其反向恢復(fù)時(shí)間已能縮短到10ns以內(nèi)。但它的反向耐壓值較低，一般不超過去時(shí)100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點(diǎn)，能提高低壓、大電流整流（或續(xù)流）電路的效率 。

39、    2性能比較    表1列出了肖特基二極管現(xiàn)超快恢復(fù)二極管、快恢復(fù)二極管、硅高頻整流二極管、硅高速開關(guān)二極管的性能比較。由表可見，硅高速開關(guān)二極管的trr雖極低，但平均整流電流很小，不能作大電流整流用。    3檢測(cè)方法    下面通過一個(gè)實(shí)例來介紹檢測(cè)肖特基二極管的方法。檢測(cè)內(nèi)容包括：識(shí)別電極；檢查管子的單向?qū)щ娦?；測(cè)正向?qū)航礦F；測(cè)量反向擊穿電壓VBR。    被測(cè)管為B82-004型肖 特基管，共有三個(gè)管腳，外形如圖4所示，將管腳按照從左至右順序編上序號(hào)、。選擇500型萬用表的R&

40、#215;1檔進(jìn)行測(cè)量，全部數(shù)據(jù)整理成表2。   測(cè)試結(jié)論： 第一，根據(jù)、間均可測(cè)出正向電阻，判定被測(cè)管為共陰對(duì)管，、腳為兩個(gè)陽極，腳為公共陰極。      第二，因、之間的正向電阻只幾歐姆，而反向電阻為無窮大，故具有單向?qū)щ娦?。第三，?nèi)部?jī)芍恍ぬ鼗O管的正向?qū)▔航捣謩e為0.315V、0.33V，均低于手冊(cè)中給定的最大允許值VFM(0.55V)。   另外使用ZC 25-3型兆歐表和500型萬用表的250VDC檔測(cè)出，內(nèi)部?jī)晒艿姆聪驌舸╇妷篤BR依次為140V、135V。查手冊(cè)，B82-004的最高反向工作電壓

41、（即反向峰值電壓）VBR=40V。表明留有較高的安全系數(shù).光電二極管（LED） 光電二極管、光電三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光電二極管和普通二極管一樣具有一個(gè)PN結(jié)，不同之處是在光電二極管的外殼上有一個(gè)透明的窗口以接收光線照射，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號(hào)一般為VD。光電三極管除具有光電轉(zhuǎn)換的功能外，還具有放大功能，在電路圖中文字符號(hào)一般為VT。光電三極管因輸入信號(hào)為光信號(hào)，所以通常只有集電極和發(fā)射極兩個(gè)引腳線。同光電二極管一樣，光電三極管外殼也有一個(gè)透明窗口，以接收光線照射。 光電二極管與光電三極管外殼形狀基本相同，其判定方法如下：遮住窗口，選用萬用表R*1K擋，測(cè)兩管腳引線間

42、正、反向電阻，均為無窮大的為光電三極管。正、反向阻值一大一小者為光電二極管。 光電二極管檢測(cè)：首先根據(jù)外殼上的標(biāo)記判斷其極，外殼標(biāo)有色點(diǎn)的管腳或靠近管鍵的管腳為正極，另一管腳為負(fù)載。如無標(biāo)記可用一塊黑布遮住其接收光線信號(hào)的窗口，將萬用表置R*1 K擋測(cè)出正極和負(fù)極，同時(shí)測(cè)得其正向電阻應(yīng)在10K20K間，其反向電阻應(yīng)為無窮大，表針不動(dòng)。然后去掉遮光黑布，光電二極管接收窗口對(duì)著光源，此時(shí)萬用表表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度大小說明其靈敏度高低，偏轉(zhuǎn)角度越大，靈敏度越高。 光電三極管檢測(cè)：光電三極管管腳較長的是發(fā)射極，另一管腳是集電極。檢測(cè)時(shí)首先選一塊黑布遮住起接收窗口，將萬用表置R*1  &#

43、160;    K擋，兩表筆任意接兩管腳，測(cè)得結(jié)果其表針都不動(dòng)（電阻無窮大），在移去遮光布，萬用表指針向右偏轉(zhuǎn)至15K35K，其向又偏轉(zhuǎn)角度越大說明其靈敏度越高。 檢測(cè)結(jié)果凡符合以上規(guī)律的光電二極管、光電三極管可初步認(rèn)為其能滿足使用需要。真空管/電子管什么是真空管? 電子管從根本上說就是控制電子流量的閥門。它的外觀有點(diǎn)像燈泡(通常由玻璃制成)，其中已經(jīng)被抽至幾近真空。在這個(gè)近乎真空的密閉腔體內(nèi)有兩個(gè)主要設(shè)備：一個(gè)被稱為加熱極，位于電子管的中央位置，在電子管工作時(shí)會(huì)發(fā)出橙色的光(某些真空管有不止一個(gè)加熱極)；另一個(gè)是由陰極、金屬柵極和金屬板(也被稱為陽極)組成。陽極板是您能在

44、電子管中看到的最大的金屬構(gòu)件。所有元件都用云母和陶瓷墊片定位和分隔。電子管玻璃上的銀色物質(zhì)是什么? 銀色物質(zhì)被稱為"吸氧劑"，它的目的是幫助增加電子管內(nèi)的真空度。不同真空管的顏色可能會(huì)有所不同。有時(shí)吸氧劑在真空管工作時(shí)會(huì)流動(dòng)，甚至能夠薄薄的平均分布在整個(gè)真空管的腔體內(nèi)。吸氧劑的邊緣往往會(huì)變成棕色。但這些都不會(huì)影響到電子管的正常工作和穩(wěn)定性。真空管的工作原理 讓我們一起來看一下真空管的工作原理。現(xiàn)代的真空管共由4種基本構(gòu)件組成：極對(duì)燈絲(Filament) (加熱用)、陰極(Cathode)、柵極(Grid)和陽極(Anode)。當(dāng)極對(duì)燈絲連上電壓對(duì)陰極加熱，激發(fā)陰極電子通過

45、柵極打在陽極上。通過這樣的電子流，電子管可以將較小的交流電放大成較強(qiáng)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大功能。在信號(hào)放大的同時(shí)，通過控制柵極電壓可以控制電子流量，因而獲得所需的電子特性。電子管是怎樣工作的    電子管的發(fā)明與盤尼西林以及輪胎的發(fā)現(xiàn)一樣具有戲劇性：在實(shí)驗(yàn)室中靠近窗戶幾個(gè)未清洗的實(shí)驗(yàn)皿，不經(jīng)意從窗外飄來一些霉菌落在實(shí)驗(yàn)皿上，科學(xué)家驚訝的發(fā)現(xiàn)某些落入實(shí)驗(yàn)皿中的霉菌，可以抑制壞菌的擴(kuò)散與成長，加以實(shí)驗(yàn)分析之後這種霉菌就成為了有效且使用廣泛的抗生素之一；同樣的情景也發(fā)生在研究橡膠的實(shí)驗(yàn)中，偶然打破裝在玻璃杯里的硫黃，倒入融化的橡膠液體中，凝固後橡膠變成了堅(jiān)硬且頗富韌性的材質(zhì)。電子管

46、當(dāng)然不是無緣無故做幾片金屬板封裝在抽真空的玻璃瓶里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，它與發(fā)明大王愛迪生有著一段故事。電流與電子流動(dòng)的方向恰巧相反   在此之前試問一個(gè)小問題：電路分析上電流的方向與實(shí)際上電子流動(dòng)的方向是否相同？答案是否定的，電流與電子流的方向是恰巧相反的。過去的科學(xué)家無法觀察電子流動(dòng)的方向，于是統(tǒng)一說法，將電池的某一極設(shè)定為正極，其電壓為正電壓，電流由正極流至負(fù)極而形成一個(gè)封閉的回路。由於大家統(tǒng)一說法與作法，因此多年來并沒有發(fā)生任何沖突之事，直到了近代科學(xué)家有了更精良的設(shè)備，觀察之後遂推翻了之前的說法：原來電子是由電池的負(fù)端流出來的?。〒Q言之，電子是從擴(kuò)大機(jī)的喇叭負(fù)端流出，而從喇

47、叭正端回流的）   身為使用者并不需要在意何者為真，只要按照科學(xué)家的結(jié)論行事就可以了。說這一段就是因?yàn)楫?dāng)初愛迪生發(fā)明燈泡之後，發(fā)現(xiàn)他生產(chǎn)的燈泡燈絲老是從正極端燒斷，于是進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)在燈泡中加入一塊小金屬板，點(diǎn)燈之後將金屬板連接電表，分別施以正電壓以及負(fù)電壓，觀察電流的情形。   對(duì)于當(dāng)時(shí)的科學(xué)而言，位于真空狀態(tài)下且不連接的金屬板，不論如何連接是不可能產(chǎn)生電流的，但怪事發(fā)生了，愛迪生發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)（其實(shí)就是電子）會(huì)透過金屬板，會(huì)從電池的負(fù)極騰空跳到正極，此發(fā)現(xiàn)當(dāng)然激起更大的實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)，此現(xiàn)象便稱為愛迪生效應(yīng)。這也是科學(xué)家首次質(zhì)疑電流流動(dòng)的方向，以及自由電子在空間

48、中流動(dòng)的現(xiàn)象。   金屬之所以能導(dǎo)電，就是因?yàn)榻饘俚淖杂呻娮虞^多，便于電子的相互流動(dòng)，因此電子材料必須由導(dǎo)電性佳的材質(zhì)制成。電子還有個(gè)特性，帶負(fù)電的電子容易受到正電壓的吸引，所謂同性相斥、異性相吸。又從愛迪生效應(yīng)中得知，當(dāng)加熱金屬物質(zhì)時(shí)，活躍于質(zhì)子外圍的自由電子容易產(chǎn)生游離現(xiàn)象，溫度高導(dǎo)致電子活性增強(qiáng)，此時(shí)若空間中有一正電壓強(qiáng)力吸引，游離的電子就會(huì)在空間中流動(dòng)。基於這幾個(gè)當(dāng)時(shí)已被了解的知識(shí)，弗來明（JA. Fleming）于1904年制造出第一支二極電子管，李德科士（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了二極管，電子管的

49、應(yīng)用開始實(shí)現(xiàn)，電子管的發(fā)展從此一日千里。三極管是最基本的電子管   電子管又稱真空管 （Vacuum Tube），代表玻璃瓶?jī)?nèi)部抽真空，以利于游離電子的流動(dòng)，也可有效降低燈絲的氧化損耗。二極管、三極管、五極管，從字面意義代表電子管內(nèi)部基本極的數(shù)量。電子管擁有三個(gè)最基本的極，第一是陰極（Cathode,以K代表）：陰極當(dāng)然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當(dāng)燈絲加熱金屬板時(shí)，電子就會(huì)游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個(gè)極是屏極（Plate，以P代表），基本上它是電子管最外圍的金屬板，眼睛見到電子管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。

50、屏極連接正電壓，它負(fù)責(zé)吸引從陰極散發(fā)出來的電子（利用異性相吸的原理），作為電子游離旅行的終點(diǎn)。第三個(gè)極為柵極（Gird,以G代表），從構(gòu)造看來，它猶如一圈圈的細(xì)線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個(gè)水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。    引擎運(yùn)轉(zhuǎn)必須要有燃料，電子管的工作動(dòng)力為電能。電子管的電極當(dāng)中，最重要的應(yīng)屬陰極，它負(fù)責(zé)將電子釋放出來，作為一切工作的基礎(chǔ)。   最早的電子管由于構(gòu)造原理簡(jiǎn)單，直接將燈絲充當(dāng)陰極使用，換句話說，當(dāng)燈絲點(diǎn)亮?xí)r，由于燈絲溫度提高,電子

51、就從燈絲釋放出來,經(jīng)過柵極直奔屏極。這種電子管就叫“直熱式電子管”。 300B，就是屬于這種類型的電子管，相較於其他現(xiàn)代化的五極電子管， 300B 的構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸出功率也低。   燈絲（Filament）可以使用不同的材質(zhì)制成，由于直熱式三極管直接將燈絲當(dāng)作陰極，因此燈絲的特性直接影響著直熱式電子管的性能。基本上，電子管的燈絲主要可分成三種材質(zhì)構(gòu)成，第一種當(dāng)然是耐高溫的鎢絲。將純度高的鎢絲抽成細(xì)絲，卷繞在電子管的最內(nèi)層，通電之後即可升高溫度。但鎢絲必須加溫到兩千多度時(shí)，電子才能發(fā)散，因此以鎢絲制成燈絲的電子管點(diǎn)燃時(shí)，會(huì)發(fā)出光輝耀眼的亮度，同時(shí)溫度高得嚇人。別意外，不是電子管

52、要燒掉了，而是它本來如此！但將鎢絲點(diǎn)亮需要消耗較大的電力，優(yōu)點(diǎn)是鎢絲甚為耐用，普遍運(yùn)用于較大功率或長壽命的電子管上。在某些情況下這種真空管的壽命可達(dá)數(shù)萬小時(shí)，拿來當(dāng)作家里的燈泡，既耐用又有裝飾的作用，一舉數(shù)得！ 另一種燈絲采用釷鎢合金，它只須將燈絲加溫至一千多度即可工作，相較之下較省電力。最常使用的應(yīng)為氧化鹼土燈絲，它的作法是在燈絲外，涂上一層厚厚的氧化鹼土，看起來接近白灰色的物質(zhì)，它只需要加溫至約70度（看起來約為暗紅色），即可獲得足量的電子，因此工作溫度最低、也最節(jié)省電力，一般而言只須供應(yīng)6.3V左右的直流，就可以正常工作。   直熱式電子管當(dāng)然有它天生的優(yōu)點(diǎn)，但卻有一

53、個(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是陰極容易因燈絲的溫度變化而改變特性。當(dāng)燈絲電壓變動(dòng)時(shí)，或以交流電供應(yīng)燈絲時(shí)，陰極呈現(xiàn)在不穩(wěn)定的狀態(tài)下。因此有人主張直熱式電子管應(yīng)采用直流供電，也有人強(qiáng)調(diào)必須以交流供電以免損傷陰極，這種爭(zhēng)論過去在音響界早已成為一個(gè)爭(zhēng)論不休的話題。旁熱式電子管的穩(wěn)定度較高    為了解決直熱式電子管的燈絲問題，電子管設(shè)計(jì)者決定讓燈絲與陰極分家獨(dú)立，在燈絲的旁邊套上一圈金屬套筒，讓燈絲直接對(duì)金屬板加熱，電子從金屬板散發(fā)出來，這種加熱方式就稱為旁熱式電子管。    如此，電子管似乎就穩(wěn)定許多了，由于金屬套筒的體積與儲(chǔ)熱量高高大于傳統(tǒng)的燈絲，因此即使燈絲暫時(shí)的

54、溫度變動(dòng)，甚至?xí)簳r(shí)幾秒的停止加熱，金屬板的溫度變化改變有限，這也就是為什么某些電子管機(jī)關(guān)機(jī)之後，它還能唱個(gè)十幾秒的主要原因。既然陰極與燈絲獨(dú)立，陰極板必須由燈絲間接加熱，于是燈絲再度改成鎢絲材質(zhì)，以求耐久性，并在鎢絲外層涂上一層白磁，一方面絕緣，另一方面也有定型的效果。由于間接加熱效果較差，陰極金屬板上會(huì)涂上釷、鋇或其他有利于電子發(fā)散的物質(zhì)。也因此，電子管的金屬極板看起來總是灰黑色，不像正常的金屬板，也由于制作組裝時(shí)必須仰賴手工，因此金屬板上總會(huì)留下許多細(xì)小的刮痕，用家購買電子管時(shí)不必意外擔(dān)心。   直熱式電子管與旁熱式電子管使用上的差異呢？對(duì)于一般使用者而言是不必在乎直熱

55、式電子管與旁熱式電子管的不同，但對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，旁熱式電子管由于間接加熱的關(guān)系，燈絲電流通常較大，而且旁熱式的結(jié)構(gòu)必須對(duì)陰極金屬板加溫，因此開機(jī)后有一段緩慢的加溫期，如果是前級(jí)，則必須做好延時(shí)設(shè)計(jì)，以免開機(jī)的脈沖傷了后級(jí)。   依據(jù)發(fā)展的過程來看，最早的電子管當(dāng)然是直熱式的設(shè)計(jì)，二極管是首先被發(fā)展出來的，二極管的功能猶如現(xiàn)在的二極晶體管，具有整流以及收音機(jī)內(nèi)部檢波的功能，二極管經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，也可以成為穩(wěn)壓管。由于電子管的工作原理很簡(jiǎn)單，因此第一支電子管被成功的制造出來之後，就有許多科學(xué)家加入研發(fā)的工作。第一支三極管在l907年被一位美國科學(xué)家成功制造，從此便開啟了無線電時(shí)

56、代的來臨，告別留聲機(jī)，進(jìn)入擴(kuò)大機(jī)時(shí)代。電子管的工作原理   現(xiàn)在，我們更進(jìn)一步來看看最簡(jiǎn)單的電子管工作原理。   將一支電子管拆開之後，繪於附圖之中，從圖可知，當(dāng)點(diǎn)亮燈絲，燈絲溫度逐漸升高，雖然是真空狀態(tài)，但燈絲溫度以輻射熱的方式傳導(dǎo)至陰極金屬板上，等到陰極金屬板溫度達(dá)到電子游離的溫度時(shí)，電子就會(huì)從金屬板飛奔而出。此時(shí)在電子是帶負(fù)電的，在屏極加上正電壓，電子就會(huì)受到吸引而朝屏極金屬板飛過去，穿過柵極而形成一電子流。柵極猶如一個(gè)開關(guān)，當(dāng)柵極不帶電時(shí)，電子流會(huì)穩(wěn)定的穿過柵極到達(dá)屏極，當(dāng)在柵極上加入正電壓，對(duì)于電子是吸引作用，可以增強(qiáng)電子流動(dòng)的速度與動(dòng)力；反之

57、在柵極上加入負(fù)電壓，同性相斥的原理電子必須繞道才能到達(dá)屏極，若柵極的結(jié)構(gòu)龐大，則電子流有可能全數(shù)被阻隔。    利用柵極可以輕易控制電子流的流量，將輸入訊號(hào)連接在柵極上，并且加入適當(dāng)?shù)钠珘?，并且在屏極串上一個(gè)電阻，藉此即可達(dá)到訊號(hào)放大的目的。電子管也與晶體管一樣，具有多種放大形式（事實(shí)上，晶體管的放大形式是從電子管延伸過來的應(yīng)用），結(jié)合不同的電子材料如電阻、電感、變壓器以及電容等，就可以創(chuàng)造出千變?nèi)f化的電子產(chǎn)品。   觀察電子管的管壁內(nèi)部可以看到一塊類似水銀的薄膜黏附在玻璃壁上，這是延長電子管壽命的設(shè)計(jì)。除了極少部份低壓電子管外（并非指工作電壓低，而是指

58、電子管內(nèi)部存在低壓氣體），大部分的電子管必須抽真空才能正常工作。電子管的接腳為金屬腳，雖然以玻璃封裝，但玻璃與金屬接腳之間仍然有漏氣的機(jī)會(huì)。玻璃管內(nèi)的金屬蒸鍍物（即消氣劑），會(huì)與氣體進(jìn)行作用，它存在的目的就在于吸收氣體，以維持電子管內(nèi)部的真空度。這一層薄薄的金屬物氧化之後，會(huì)變成白色，表示電子管已經(jīng)漏氣不行了，所以若打破電子管時(shí)，這一層蒸鍍物質(zhì)也會(huì)變成白色，因此購買老電子管時(shí)，也要注意蒸鍍物的情況，像水銀一樣的為佳，若開始蒼白、剝落時(shí)，就表示這支電子管已經(jīng)邁入老年了。穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)它的電路符號(hào)是:此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件.在這臨界

59、擊穿點(diǎn)上,反向電阻降低到一個(gè)很少的數(shù)值,在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定,穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的,因?yàn)檫@種特性,穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用. 穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓.穩(wěn)壓管的應(yīng)用:1、浪涌保護(hù)電路:穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸?這就使得它可作為限制或保護(hù)之元件來使用,因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到,故對(duì)于這種應(yīng)用特別適宜. 2、電視機(jī)里的過壓保護(hù)電路:EC是電視機(jī)主供電壓,當(dāng)EC電壓過高時(shí),D導(dǎo)通,三極管BG導(dǎo)通,其集電極電位將由原來的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖?通過待機(jī)控制線的控制使電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài).3、電弧抑制電路:在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理