在半導(dǎo)體器件的大家族中，二極管是誕生最早的成員。在現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域中，它仍然扮演著十分重要的角色。初學(xué)者正確掌握二極管的識別和使用，對于順利完成各種電子制作和維修顯得至關(guān)重要。
1.基本構(gòu)造和特點(diǎn)
半導(dǎo)體材料按導(dǎo)電類型不同，分成p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體兩類。如果把一小塊半導(dǎo)體材料一邊做成p型，另一邊做成n型，在它們的交界處就形成了pn結(jié)，如圖1所示。簡單地說，把一個帶有引線的pn結(jié)封裝在玻璃管、塑料體或金屬的外殼里，就構(gòu)成了二極管。
圖1 半導(dǎo)體pn結(jié)
圖2 二極管的單向?qū)щ娦?br>
晶體二極管有兩根電極引線，一根是正極（接內(nèi)部p型半導(dǎo)體材料），另一根是負(fù)極（接內(nèi)部n型半導(dǎo)體材料）。單向?qū)щ娦允嵌O管的基本特性。我們把電池g、小燈泡h、二極管串聯(lián)起來，連成圖2所示的電路。在（a）圖中，電池正極接在二極管正極上，電池負(fù)極通過小燈泡接在二極管的負(fù)極上。這時二極管加的是正向電壓，小燈泡發(fā)光。在（b）圖中，二極管正、負(fù)極引線倒換過來，二極管加的是反向電壓，小燈泡就不能發(fā)光。二極管加上正向電壓時電阻很小，能良好導(dǎo)通，加上反向電壓時電阻很大，接近開路截止，這就是它的單向?qū)щ娦?。這個特性也可以理解為：在電路中，二極管只準(zhǔn)電流從其正極流向負(fù)極，不準(zhǔn)反向流通。
晶體二極管在收音機(jī)中對無線電波進(jìn)行檢波，在電源變換電路中把交流電變換成為脈動直流電，在數(shù)字電路中充當(dāng)無觸點(diǎn)開關(guān)等，都是利用了它的單向?qū)щ娞匦浴?br>圖3 普通二極管的實(shí)物外形圖
2.外形及種類
圖3所示是幾種常見的普通二極管的實(shí)物外形圖。
普通二極管按照所用的半導(dǎo)體材料不同，可分為鍺二極管和硅二極管；按管芯結(jié)構(gòu)不同，可分為圖4所示的點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管；根據(jù)管子用途不同，又可分為整流二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管等。
點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬觸絲壓在光潔的半導(dǎo)體表面上，通以強(qiáng)脈沖電流，使觸絲一端和半導(dǎo)體牢固地?zé)Y(jié)在一起，構(gòu)成pn結(jié)，如圖4（a）所示。點(diǎn)接觸型二極管因觸絲與半導(dǎo)體接觸面很小，只允許通過較小的電流（幾十毫安以下），但在高頻下工作性能很好，適用于收音機(jī)中對高頻信號的檢波和微弱交流電的整流。國產(chǎn)鍺二極管2ap系列、2ak系列，都是點(diǎn)接觸型的。
面接觸型二極管的pn結(jié)面積較大，并做成平面狀，如圖4（b）所示。它可以通過較大的電流，適用于對電網(wǎng)的交流電進(jìn)行整流。國產(chǎn)大部分2cp系列和2cz系列的二極管都是面接觸型的。
圖4 普通二極管的管芯結(jié)構(gòu)
硅平面型二極管的特點(diǎn)是在pn結(jié)表面覆蓋了一層二氧化硅薄膜，避免了pn結(jié)表面被水分子、氣體分子以及其他離子等沾污，如圖4（c）所示。這種二極管的特性比較穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及超高頻電路中。國產(chǎn)2ck系列二極管就屬于這種類型。
3.基本參數(shù)
晶體二極管的參數(shù)很多，常用檢波、整流二極管的主要參數(shù)有以下幾項(xiàng)：
①最大整流電流（ifm）。這是指二極管長期連續(xù)工作時，允許正向通過pn結(jié)的最大平均電流。最大整流電流亦稱額定正向工作電流。使用中，實(shí)際工作電流應(yīng)小于二極管的該參數(shù)，否則將損壞二極管。例如，常用2ap9型鍺檢波二極管的最大整流電流為5ma，1n4001、1n4007型硅整流二極管的最大整流電流均為1a。
②最高反向工作電壓（urm）。這是指反向加在二極管兩端而不致引起pn結(jié)擊穿的最大電壓。使用中應(yīng)選用urm大于實(shí)際工作電壓2倍以上的二極管，如果實(shí)際工作電壓的峰值超過該參數(shù)，二極管就有被擊穿的危險。例如，常用2ap9型鍺檢波二極管的最高反向工作電壓為15v，1n4001型硅整流二極管的最高反向工作電壓為50v，1n4007型硅整流二極管的最高反向工作電壓為1000v。
③正向電壓降（uf）。指二極管導(dǎo)通時其兩端產(chǎn)生的正向電壓降，在規(guī)定的正向電流下二極管的正向電壓越小越好，例如，對于常用的小型鍺二極管來說，這個電壓大約是0.2v，而硅管則為0.65v左右。
④反向電流（ir）。是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的電流。反向電流越小，管子的單向?qū)щ娦阅茉胶?。一般硅二極管的反向電流為10μa或更小，鍺二極管的反向電流約為幾百微安。
⑤最高工作頻率（fm）。由于pn結(jié)極間電容的影響，使二極管所能應(yīng)用的工作頻率有一個上限，fm是指二極管能正常工作的最高頻率。在作檢波或高頻整流使用時，應(yīng)選用fm至少2倍于電路實(shí)際工作頻率的二極管，否則不能正常工作。例如，常用2ap9型鍺檢波二極管的最高工作頻率為100mhz，1n4000 系列硅整流二極管的最高工作頻率為3khz。
管引線，要盡量短，不能用長引線或把引線彎成圈來達(dá)到散熱目的。最大整流電流ifm是指電阻性或電感性負(fù)載下的半波平均值，若整流二極管工作在電容性負(fù)載時，ifm宜降低20％使用，否則二極管可能會因過流發(fā)熱而很快損壞。
④晶體二極管損壞后一般不可修復(fù)，只能更換新管。在選配二極管時應(yīng)盡可能用同型號的二極管，如無同型號二極管更換時，可盡量選擇用途相同或相近的二極管進(jìn)行代換，但要求做到：代換管的材料、極性必須與原管一致，并且相關(guān)參數(shù)指標(biāo)不得低于原管。例如，代用整流二極管的最大整流電流和最大反向電壓兩項(xiàng)極限參數(shù)不得低于原管，否則將有可能被燒毀或被擊穿。代用檢波二極管的最高工作頻率不能低于原管，否則不能正常工作。一般說來，材料、極性不同的二極管不宜互代。這主要是因?yàn)殒N管與硅管的管壓降不一樣，如果直接代用，電路將不能正常工作，但用途不同的二極管在符合上述原則的前提下可以靈活變通。例如，可用高頻開關(guān)管代替檢波管，可用低頻開關(guān)管代替小電流整流管等。
⑤業(yè)余條件下，當(dāng)手頭沒有大電流整流二極管時，可按圖8（a）所示，將同一型號的兩個較小電流的整流二極管并聯(lián)起來使用，沒有高反向電壓的二極管時，可按圖8（b）所示，將同一型號的兩個較小反向電壓的二極管串聯(lián)起來使用。但在具體應(yīng)用電路中，還應(yīng)注意根據(jù)需要決定是否加入均衡電路（如均流電阻器或均壓電阻器），以確保二極管安全可靠地工作。
⑥業(yè)余條件下，對于集電極或發(fā)射極引腳齊根斷了的三極管，或損壞了一個pn結(jié)的三極管，可變廢為寶，按照圖9所示用作二極管。一般來講，高頻小功率三極管可以用作檢波二極管，低頻大功率三極管可以用作整流二極管。但注意，基極引腳齊根斷了的三極管是不能當(dāng)做二極管使用的。
圖5 普通二極管管腳的識別
圖6 晶體二極管的符號
4.型號命名規(guī)則
國產(chǎn)晶體二極管的型號命名規(guī)定由5個部分組成（也有省掉第五部分的），如2ap9、2cz54f等。其中：第一位用數(shù)字表示二極管。第二位用漢語拼音字母表示管子的材料和極性，如a為鍺n型、b為鍺p型、c為硅n型、d為硅p型。第三位用漢語拼音字母表示管子的類型，如p為普通管（小信號管）、k為開關(guān)管、v為混頻檢波管、w為穩(wěn)壓管、z為整流管、l為整流堆、s為隧道管、n為阻尼管、u為光敏管。第四位（數(shù)字）、第五位（漢語拼音字母）分別為產(chǎn)品序號和規(guī)格，表示最大整流電流、最高反向工作電壓、最高工作頻率等參數(shù)的差異，具體可查有關(guān)手冊。
源于國外的常見晶體二極管的型號有1n4000系列，目前在各種電子裝置中應(yīng)用很普遍，幾乎取代了國標(biāo)型號的產(chǎn)品。但實(shí)際上這些二極管并非全部是進(jìn)口貨，大多數(shù)為國產(chǎn)。
5.外殼標(biāo)注方法
通常情況下，晶體二極管的外殼上只標(biāo)注型號和極性，不會像電阻器、電容器、電感器那樣標(biāo)注出它的主要參數(shù)，要想了解二極管的有關(guān)參數(shù)，就得查閱有關(guān)手冊等。附表列出了電子愛好者經(jīng)常用到的晶體二極管的主要參數(shù)。
根據(jù)晶體二極管的外殼標(biāo)志或封裝形狀，可以區(qū)分出兩管腳的正、負(fù)極性來。常見普通二極管的管腳識別方法如圖5所示。國產(chǎn)的二極管通常將電路符號（見圖6）印在管殼上，直接標(biāo)示出引腳極性。小型塑料封裝的二極管通常在負(fù)極一端印上一道色環(huán)作為負(fù)極標(biāo)記。有的二極管兩端形狀不同，平頭一端引腳為正極，圓頭一端引腳為負(fù)極。熟練掌握這些標(biāo)志管腳極性的方法，對于正確使用二極管很有必要。
普通二極管的使用
1.在電路圖中的識別
普通晶體二極管在電路圖中的符號表示見圖6。三角形箭頭象征著電流的方向，短直線象征半導(dǎo)體材料。我們知道二極管具有單向?qū)щ娦?，在電路中，電流只能從正極流進(jìn)二極管，從負(fù)極流出二極管。二極管符號旁邊的“＋”、“－”極性是為了便于說明問題加上去的，實(shí)際畫電路圖時一般都不加注。
在看電路圖時，初學(xué)者往往對二極管的符號哪邊是正極、哪邊是負(fù)極弄不清楚，這時不妨采用類比法進(jìn)行區(qū)分：可把二極管的符號看成是一個漏斗（口大下邊小），水只能從漏斗大口入、從小口出，水流即電流，電流是由二極管的正極入、負(fù)極出的，這樣就能很自然地記住符號的三角形一邊是二極管的正極了。
2.檢測方法
借助普通萬用表的電阻擋，可以粗略地判斷晶體二極管的好壞，如圖7所示。把萬用表撥到“r×100”或“r×1k”擋，將黑表筆接被測二極管的正極、紅表筆接被測二極管的負(fù)極，由于萬用表內(nèi)的電池正極通黑表筆、負(fù)極通紅表筆，所以這時萬用表指示出的讀數(shù)是二極管的正向電阻。這個電阻讀數(shù)較小，一般鍺二極管為500~2000ω，而硅二極管是3kω左右。根據(jù)電阻讀數(shù)的不同，我們還可以區(qū)分出鍺二極管和硅二極管。然后，把兩支表筆對調(diào)一下，再測量二極管的反向電阻。讀數(shù)應(yīng)明顯變大，鍺管應(yīng)大于幾百千歐，而硅管則接近無窮大，指針一般看不出偏轉(zhuǎn)。這一測量結(jié)果說明二極管是好的。如果測得的二極管反向電阻很小，說明二極管已經(jīng)失去了單向?qū)щ娮饔?。如果正向和反向電阻都很大，則說明二極管內(nèi)部已經(jīng)斷路。
上述檢測方法還能用來辨認(rèn)二極管的正、負(fù)極。檢測結(jié)果為小電阻（正向電阻）時，與萬用表黑表筆相連的是二極管的正極，與紅表筆連接的就是二極管的負(fù)極。
普通dt830b型等數(shù)字萬用表設(shè)有專門測量晶體二極管的擋位，可進(jìn)行正向壓降測量和管子好壞的判斷，其具體方法如圖7所示：首先，將萬用表的擋位選擇開關(guān)旋至測量二極管的“”擋位置，把紅表筆插頭插入“vωma”插孔，黑表筆插頭插入“com”插孔。然后，將紅表筆（注意：極性為正“＋”）接待測晶體二極管的正極，黑表筆接晶體二極管的負(fù)極，此時液晶屏直接顯示出所測晶體二極管的正向壓降近似值。反過來測量，顯示“1”，說明二極管是好的。如果正、反測量都顯示“1”，說明晶體二極管內(nèi)部已經(jīng)開路。
圖7 晶體二極管的測量