面接触型二管
面接触型二管的PN结接触面积大，可以通过较大的电流，也能承受较高的反向电压，适宜在整流电路中使用
二管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个二管。
晶体二管为一个由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。
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。
PN结形成原理
P型半导体是在本征半导体（一种纯净的、结构完整的半导体晶体）掺入少量三价元素杂质，如硼等。
P型和N型半导体
P型和N型半导体
因硼原子只有三个价电子，它与周围的硅原子形成共价键，因缺少一个电子，在晶体中便产生一个空位，当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位，使硼原子成了不能移动的负离子，而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子，形成了空穴，但整个半导体仍呈中性。这种P型半导体中以空穴导电为主，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。
N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子，如磷等。掺入后，它与硅原子形成共价键，产生了自由电子。在N型半导体中，电子为多数载流子，空穴为少数载流子。
因此，在本征半导体的两个不同区域掺入三价和
PN结
PN结
五价杂质元素，便形成了P型区和N型区，根据N型半导体和P型半导体的特性，可知在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异，电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，它们的扩散使原来交界处的电中性被破坏。
PN结单向导电性
在PN结外加正向电压V，在这个外加电场的作用下，PN结的平衡状态被打破，P区中的空穴和N区的电子都要PN结移动，空穴和PN结P区的负离子中和，电子和PN结N区的正离子中和，这样就使PN结变窄。随着外加电场的增加，扩散运动进一步增强，漂移运动减弱。当外加电压过门槛电压，PN结相当于一个阻值很小的电阻，也就是PN结导通。
二管特性参数
用来表示二管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二管的参数。不同类型的二管有不同的特性参数。
伏安特性
二管具有单向导电性，二管的伏安特性曲线如图所示
在二管加有正向电压，当电压值较小时，电流小；当电压过0.6V时，电流开始按指数规律增大，通常称此为二管的开启电压；当电压达到约0.7V时，二管处于导通状态，通常称此电压为二管的导通电压，用符号UD表示
对于锗二管，开启电压为0.2V，导通电压UD约为0.3V。在二管加有反向电压，当电压值较小时，电流小，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，称此电压为二管的反向击穿电压，用符号UBR表示。不同型号的二管的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏
正向特性
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，导通时二管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二管的正向电压。
当二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。硅二管的正向导通压降约为0.6~0.8V，锗二管的正向导通压降约为0.2~0.3V。
反向特性
外加反向电压不过一定范围时，通过二管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小，二管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二管的反向饱和电流受温度影响很大。
一般硅管的反向电流比锗管小得多，小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级，小功率锗管在μA数量级。温度升高时，半导体受热激发，少数载流子数目增加，反向饱和电流也随之增加。
击穿特性
外加反向电压过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二管反向击穿电压。电击穿时二管失去单向导电性。如果二管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被*破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二管就损坏了。因而使用时应避免二管外加的反向电压过高。
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。
另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时，外加电场使电子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成PN结*性损坏。
反向电流
反向电流是指二管在常温（25℃）和高反向电压作用下，流过二管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10℃，反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二管，在25℃时反向电流若为250uA，温度升高到35℃，反向电流将上升到500uA，依此类推，在75℃时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单方向导电特性，还会使管子过热而损坏。又如，2CP10型硅二管，25℃时反向电流仅为5uA，温度升高到75℃时，反向电流也不过160uA。故硅二管比锗二管在高温下具有较好的稳定性。
动态电阻
二管特性曲线静态工作点附近电压的变化与相应电流的变化量之比。
电压温度系数
电压温度系数指温度每升高一摄氏度时的稳定电压的相对变化量。
高工作频率
高工作频率是二管工作的上限频率。因二管与PN结一样，其结电容由势垒电容组成。所以高工作频率的值主要取决于PN结结电容的大小。若是过此值。则单向导电性将受影响。
大整流电流
大整流电流是指二管长期连续工作时，允许通过的大正向平均电流值，其值与PN结面积及外部散热条件等有关。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度过容许限度（硅管为141℃左右，锗管为90℃左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以在规定散热条件下，二管使用中不要过二管大整流电流值。
高反向工作电压
加在二管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了高反向工作电压值。
二管主要应用
电子电路应用
几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二管。半导体二管在电路中的使用能够起到保护电
二管
二管
路，延长电路寿命等作用。半导体二管的发展，使得集成电路加优化，在各个领域都起到了积的作用。二管在集成电路中的作用很多，维持着集成电路正常工作。下面简要介绍二管在以下四种电路中的作用。
（1）开关电路
在数字、集成电路中利用二管的单向导电性实现电路的导通或断开，这一技术现在已经得到广泛应用。开关二管可以很好的保护的电路，防止电路因为短路等问题而被烧坏，也可实现传统开关的功能。开关二管还有一个特性就是开关的速度很快。这是传统开关所无法比拟的。
（2）限幅电路
在电子电路中，常用限幅电路对各种信号进行处理。它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传输一部分信号。大多数二管都可作为限幅使用，但有些时候需要用到限幅二管，如保护仪表时。
（3）稳压电路
在稳压电路中通常需要使用齐纳二管，它是一种利用特殊工艺制造的面结型硅把半导体二管，这种特殊二管杂质浓度比较高，空间电荷区内的电荷密度大，容易形成强电场。当齐纳二管两端反向电压加到某一值，反向电流急增，产生反向击穿。
（4）变容电路
在变容电路中常用变容二管来实现电路的自动频率控制、调谐、调频以及扫描振荡等。
工业产品应用
经过多年来科学家们不懈努力，半导体二管发光的应用已逐步得到推广，发光二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、率、环保、寿命长、响应快、体积小、结构牢固。因此，发光二管是一种符合绿色照明要求的光源。
发光二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管用作屏背光源。
（2）汽车以及大型机械中的应用
发光二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管。主要是因为发光二管的响应快、使用寿命长（一般发光二管的寿命比汽车以及大型机械寿命长）。
（3）煤矿中的应用
由于发光二管较普通发光器件具有、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管。虽然还未普及，但在不久将得到普遍应用，发光二管将在煤矿应用中取代普通发光器件。
（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，用发光二管替代霓虹灯有着很多优势，因为发光二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。发光二管替代霓虹灯将是照明设备发展的必然结果。
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