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昆山奇沃电子有限公司

反向击穿
齐纳击穿
反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很
小，反向电压较大时，破坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空
穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低，势垒区宽度较宽，不
容易产生齐纳击穿。
小功率二极管的N较（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二较
管**符号来表示P较（正极）或N较（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二较
管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。用数字式万用表
去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管
的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
半导体是一种具有特殊性质的物质，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导
电，它介于两者之间，所以称为半导体。半导体较重要的两种元素是硅（读“gui”）和锗（
读“zhe”）。我们常听说的美国硅谷，就是因为起先那里有好多家半导体厂商。
二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久以前，人们热衷于装配一种矿石收音机来收
听无线电广播，这种矿石后来就被做成了晶体二极管。

发光分类
1.按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另
外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、
有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散
射四种类型。散射型发光二极管适合做指示灯用。
2.按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的
发光二极管记作T-1；把 ；φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。由半值角
大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：
⑴高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°~20
°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统
。
⑵标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°~45°。
⑶散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°~90°或更大，散射剂的量较大。

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并
建有自建电场。当不存在外加电压时，由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场
引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互
相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和
自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍
增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。pn
结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分
特性曲线
与PN结一样，二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安
特性曲线（图）。在二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流较小；当电压**过0.6V时，
电流开始按指数规律增大，通常称此为二极管的开启电压；当电压达到约0.7V时，二极管处于
完全导通状态，通常称此电压为二极管的导通电压，用符号UD表示。
对于锗二极管，开启电压为0.2V，导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压，当电压值较
小时，电流较小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压**过某个值时，电流开始急剧增大
，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号UBR表示。不同型号的二极管
的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏。
正向性
外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用
，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当
正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上
升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的
正向电压。当二极管两端的正向电压**过一定数值 ，内电场很快被削弱，特性电流迅速增长
，二极管正向导通。 叫做门坎电压或阈值电压，硅管约为0.5V，锗管约为0.1V。硅二极管的
正向导通压降约为0.6~0.8V，锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。

二极管主要应用
经过多年来科学家们不懈努力，半导体二极管发光的应用已逐步得到推广，目前发光二极管广
泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管
的很多特性是普通发光器件所无法比拟的，主要具有特点有：安全、高效率、环保、寿命长、
响应快、体积小、结构牢固。因此，发光二极管是一种符合绿色照明要求的光源 [3] 。目前
，发光二极管在很多领域得到普遍应用，下面介绍几点其主要应用：
（1）电子用品中的应用
发光二极管在电子用品中一般用作屏背光源或作显示、照明应用。从大型的液晶电视、电脑显
示屏到媒体播放器MP3、MP4以及手机等的显示屏都将发光二极管用作屏背光源 [3] 。
（2）汽车以及大型机械中的应用
发光二极管在汽车以及大型机械中得到广泛应用。汽车以及大型机械设备中的方向灯、车内照
明、机械设备仪表照明、大前灯、转向灯、刹车灯、尾灯等都运用了发光二极管。主要是因为
发光二极管的响应快、使用寿命长（一般发光二极管的寿命比汽车以及大型机械寿命长） [3]

。
（3）煤矿中的应用
由于发光二极管较普通发光器件具有效率高、能耗小、寿命长、光度强等特点，因此矿工灯以
及井下照明等设备使用了发光二极管。虽然还未完全普及，但在不久将得到普遍应用，发光二
极管将在煤矿应用中取代普通发光器件 [3] 。
（4）城市的装饰灯
在当今繁华的商业时代，霓虹灯是城市繁华的重要标志，但霓虹灯存在很多缺点，比如寿命不
够长等。因此，用发光二极管替代霓虹灯有着很多优势，因为发光二极管与霓虹灯相比除了寿
命长，还有节能、驱动和控制简易、*维护等特点。发光二极管替代霓虹灯将是照明设备发
展的必然结果
二极管较重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出
。
正向特性
在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连
接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导
通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门坎电
压”，又称“死区电压”，锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通。导通
后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向
压降”。
反向特性
在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流
流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍
然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，
反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。