如何区分硅二极管和锗二极管？

2023-2-7 15:59:32 3803 硅二极管锗二极管肖特基二极管二极管

0 在电子学中，二极管具有单向导通的独特特性。主要功能是整流、稳压和检测。此外，还添加了不同材料的发光二极管（LED）用于指示和照明。在二极管电路中，电流只能从阳极流入并流出阴极。根据不同的电路要求，有许多不同类型的二极管可供选择。大多数早期的二极管都是由锗单晶制成的。后来，随着硅材料的解决和制造工艺，硅管得到了开发和推广。以下是区分硅（Si）二极管和锗（Ge）二极管的方法。 I. 电路特性：硅管与锗管 1.1 锗二极管和硅二极管的区别 Si二极管和Ge二极管的电路特性相同，制造工艺也相同。由于材料不同，Si二极管的热稳定性好，Ge二极管的热稳定性稍差。 1）当电流相同时，Ge管的直流电阻小于Si管的直流电阻。但是，对于交流电阻，情况正好相反。 2）根据实验研究，Ge二极管在正向方向上开始有0.2V的电流，而Si二极管直到0.5V才开始有电流，也就是说，两者达到导通的初始电压是不同的。 3）在反向电压下，硅管的漏电流远小于锗管。开始导通后，Ge管电流缓慢增加，Si管电流增加相对较快。 4）硅管的阈值电压高于锗管，因为硅管的阈值电流远小于锗管。通常，硅管的阈值电压约为0.5V~0.6V，锗管的阈值电压约为0.1V~0.2V。 5）温度变化对Ge二极管的影响较大，但对硅二极管的影响较小。因此，硅管比Ge管具有更好的耐高温性。从上表可以看出，硅管导通所需的正向电压高于锗管，因此通过知道正向电压可以区分二极管。此外，还有一种非常直接的方法可以使用万用表的Ω势垒测量二极管。如图所示，万用表的红笔（阳极）连接到二极管的阴极，黑色笔（阴极）连接到二极管的阳极。如果被测二极管的电阻在1kΩ左右，则为锗管;如果电阻为4~8kΩ，则为硅管。与锗二极管相比，硅二极管具有更高的耐压性、更短的响应时间和稳定的性能。在大多数电路中，硅管可以代替锗管，但其正向压降高于锗管。因此，在某些特定的环境中，例如小信号检测电路，锗管更好。 1.2 Ge和Si晶体管的区别主要区别在于结压降不同，锗管的正向压降较低约0.3V，硅管较高约0.7V。此外，硅材料丰富，制造工艺适合批量生产，因此被广泛应用，成为电子设备的主角。锗半导体材料具有高电子迁移率，适用于低压大电流器件，但其温度特性比硅材料差。PN结的反向漏电流远大于硅材料。因此，硅管必须用于大功率器件和高背压器件。三极管有两个PN结。就PN结而言，锗管的PN结的正向电压降低到只有0.3V，而硅管的正向电压为0.7V。反向耐压锗管很低，因此很容易反向击穿。因此，Ge管的穿透电流比较大，放大电路中会产生噪声，很容易损坏。 1.3 夏日锗二极管在早期的电子产品中被大量使用，例如收音机，但它们在很大程度上已被硅二极管所取代。因为锗晶体的结构在较高的温度下会被破坏，而硅晶体不易被过热破坏。更重要的是，硅二极管的峰值反向电压额定值大于锗二极管。至于价格，硅材料成本低，可生产杂质扩散和表面钝化工艺所需的高质量二氧化硅。因此，锗管仅在 1970 年代之前生产。二、常见二极管类型用途（1）齐纳二极管齐纳二极管也由PN结构制成。工作时处于反向击穿状态（普通二极管在反向击穿区会损坏）。当连接到电路时，应反转，即齐纳二极管的阳极应与稳压电路的阴极连接，其余的也是如此。稳压管利用其反向击穿电流在很宽的范围内变化，反向击穿电压基本不变，达到稳压的目的。（2）发光二极管发光二极管通过正向电流时发光，具有电光转换的性能。可见光包括红色、黄色、绿色、蓝色、紫色等。它广泛用于各种电子设备中作为工作状态指示器。（3）光电二极管光电二极管的反向电流随着光强的增加而增加。其主要特点是：灯管在反向状态下工作，反向电流与照度成正比。（4）汽车用整流二极管汽车用硅整流发电机二极管的工作原理与其他二极管基本相同，但外部结构与一般二极管不同。它有一个引线极，另一个极是外壳。它分为正二极管和负二极管两种。端子是正极，外壳是负极，而负二极管的前端是负极，外壳是正极。为了便于识别，正二极管通常涂上红点，负二极管涂黑点。（5）续流二极管续流二极管常见于汽车。此外，快速恢复二极管（一种开关特性好、反向恢复时间短的半导体二极管）主要用于各种功率转换器的开关功率器件（如IGBT或MOSFET），以起到续流效果。碳化硅肖特基二极管 4.1 碳化硅肖特基二极管基本型肖特基二极管，也称为热载流二极管，通过金属和半导体触点形成肖特基势垒以实现整流。与普通PN结二极管相比，它的反向恢复惯量非常低。因此，肖特基二极管适用于高频整流或高速开关。碳化硅（SiC）是一种高性能半导体材料，因此SiC肖特基二极管具有更高的能效，更高的功率密度，更小的尺寸和更高的可靠性。它可用于电力电子，打破硅的极限，成为新能源和电力电子的首选器件。 4.2 碳化硅技术特点 SiC是由硅和碳化物组成的化合物半导体。与硅相比，它具有许多优势。SiC的带隙是硅（宽带隙）的2.8倍，达到3.09 eV。其绝缘击穿场强度是硅的5.3倍，高达3.2MV/cm，导热系数是硅的3.3倍，约为49w/cm·k。像硅半导体材料一样，它可以制成结器件、场效应器件和特殊的肖特基二极管。以下是碳化硅特性： 1）碳化硅单载波器件具有薄漂移区和低导通电阻，比硅器件小约100-300倍。由于导通电阻小，碳化硅功率器件的正向损耗小。 2）碳化硅功率器件由于其高击穿电场而具有高击穿电压。例如，商用硅肖特基二极管的电压小于300V，而第一个商用SiC肖特基二极管的击穿电压已达到600V。 3）碳化硅具有较高的导热性。 4）SiC器件可以在更高的温度下工作，而Si器件的最高工作温度仅为150ºC。 5）碳化硅具有很高的抗辐射性。 6）SiC功率器件的正反转特性随温度和时间变化不大，可靠性好。 7）SiC器件具有良好的反向恢复特性，具有较低的反向恢复电流和开关损耗。 8）SiC器件可以减少功率器件的体积和电路损耗。 4.3 碳化硅肖特基二极管的应用 SiC肖特基二极管可广泛应用于开关电源、功率因数校正（PFC）电路、不间断电源（UPS）、光伏逆变器等中高功率领域，可显著降低电路损耗，提高电路工作频率。在PFC电路中用SiC SBD（肖特基势垒二极管）代替原来的硅FRD（快速恢复二极管）可以使电路在300kHz以上工作，效率基本保持不变，而使用100kHz以上硅FRD的电路效率急剧下降。随着工作频率的增加，电感器等无源元件的体积相应减小，整个电路板的体积减小30%以上。 1
2023-2-7 15:59:32　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 区分硅二极管与锗二极管示意图 5648 • 万用表如何区分硅二极管与锗二极管 18898 • 硅二极管和锗二极管区别在哪如何区分硅二极管和锗二极管 13411 • 二极管如何区分硅管和锗管 9581 • 硅二极管和锗二极管的区别是什么 717 • 硅二极管和锗二极管的区别 1184 • 锗二极管常见型号如何判断二极管是锗管还是硅管 8391 • 什么是锗二极管和锗二极管的死区电压 4119 • 锗二极管的死区电压是多少_常用锗二极管型号 7649 • 硅二极管的死区电压_硅二极管和锗二极管的区别 9648