基础电子学 - 特殊用途二极管

很少有二极管被设计用于某些特殊用途。这类二极管的种类很多，如瞬态电压抑制二极管、掺金二极管、超级势垒二极管、点接触二极管、珀尔帖二极管等。但除此之外，很少有突出的、有很多应用的二极管。让我们来看看它们。

变容二极管

结型二极管两侧都有两个电势，其中耗尽区可以充当电介质。因此存在电容。变容二极管是一种特殊情况的二极管，在反向偏压下工作，其中结电容是变化的。

变容二极管也称为Vari Cap或Volt Cap。下图显示了反向偏置连接的变容二极管。

如果施加的反向电压增加，介电区域的宽度增加，从而减小结电容。当反向电压降低时，电介质的宽度减小，从而增加电容。如果该反向电压完全为零，则电容将达到最大值。

下图显示了变容二极管使用的各种符号，代表了其功能。

尽管所有二极管都具有这种结电容，但变容二极管主要是为了利用这种效应并增加这种结电容的变化而制造的。

该二极管有许多应用，例如 -

如果普通PN结的杂质浓度大大增加，就会形成这种隧道二极管。它也被称为Esaki 二极管，以其发明者的名字命名。

当二极管中的杂质浓度增加时，耗尽区的宽度减小，从而向电荷载流子提供一些额外的力以穿过结。当该浓度进一步增加时，由于耗尽区宽度变小以及载流子能量增加，它们会穿透势垒，而不是爬过势垒。这种穿透可以理解为隧道效应，因此得名隧道二极管。

隧道二极管是低功耗器件，应小心处理，因为它们很容易受到热和静电的影响。隧道二极管具有特定的 VI 特性，可以解释其工作原理。让我们看一下下面的图表。

考虑二极管处于正向偏置状态。随着正向电压的增加，电流迅速增加，直至达到峰值点，称为峰值电流，用I _P表示。此时的电压称为峰值电压，用V _P表示。这一点在上图中用A表示。

如果电压进一步增加超过V _P，则电流开始减少。它减少直到一个点，称为谷电流，用I _V表示。此时的电压称为谷电压，记为V _V。这一点在上图中用B表示。

如果电压进一步增加，电流就会像普通二极管一样增加。对于较大的正向电压值，电流会进一步增加。

如果我们认为二极管处于反向偏置状态，那么随着反向电压的增加，二极管将充当良好的导体。这里的二极管充当负阻区域。

隧道二极管有很多应用，例如 -

这是一种特殊类型的二极管，其中 PN 结被金属半导体结取代。普通PN结二极管中的P型半导体被金属代替，N型材料与金属接合。该组合之间没有耗尽区。下图显示了肖特基二极管及其符号。

该肖特基二极管所使用的金属可以是金、银、铂或钨等。同样，对于硅以外的半导体材料，大多使用砷化镓。

当不施加电压或电路无偏置时，N型材料中的电子的能级低于金属中的电子。如果二极管正向偏置，N 型中的这些电子就会获得一些能量并以更高的能量移动。因此这些电子被称为热载流子。

下图显示了连接在电路中的肖特基二极管。

肖特基二极管有很多优点，例如 -

肖特基二极管有很多应用，例如 -