二极管是最简单的
电子器件。有许多不同类型的二极管。大多数是
半导体二极管，而许多二极管有不同的结构从典型的 PN 结。根据定义，所有二极管都是双端单向电压控制电子阀。
信号二极管是电子
威廉希尔官方网站
中常用的二极管。通常，信号二极管这个术语被用来指代“小信号二极管”。它们被设计用于操作小电流和高频信号，这就是为什么它们被广泛用于收音机、电视、
通信和开关威廉希尔官方网站
。
这些通用的半导体二极管可以很容易地通过它们相对较小的尺寸识别出来，它们或者是“玻璃钝化”二极管或者是“点接触”二极管。在玻璃钝化二极管中，PN 结被封装在玻璃中以防止污染。在阴极端子的一端有一条红色或黑色的带子来识别。信号二极管的功率和额定电流最小-通常分别为500mw 和150ma。信号二极管最适合于高频应用或涉及短脉冲波形的开关应用。
点接触二极管在结构上略有不同。点接触二极管是通过在金或钨丝和 n 型锗材料之间创建 PN 结构成的。金线允许高电流通过接头。点接触二极管具有阻断直流信号通过高频交流的特性，用于检测高频信号。
几乎所有的信号二极管都是硅二极管或锗二极管，但这两种类型的二极管在规格上略有不同。硅二极管具有较高的反向电阻，而锗二极管具有较低的反向电阻。硅二极管的截止电压为0.6到0.7 v，锗二极管为0.2到0.3 v。硅二极管的正向电阻较低，允许正向电流和反向电压的高峰值。信号二极管的符号与普通二极管的符号相同。
信号二极管的符号。
信号二极管 VI 特性
信号二极管的 VI 特性与任何半导体二极管的 VI 特性相同。
显示信号二极管 VI 特性的图形。
当阳极采用正
电源时，二极管导通电流，阴极采用负电源。如果反向施加电压，二极管将阻止任何电流。理想情况下，信号二极管必须完全阻止负信号。如果负信号峰值超过信号二极管齐纳电压，它必须断开，并可能得到永久损坏。因此，信号二极管有望成为高频电子信号的理想单向阀。正信号应该高于二极管的膝电压，以便在二极管的阴极处可见。通常，通信和开关威廉希尔官方网站
工作在4v 或更高的信号上。因此，锗二极管0.3 v 的电压降或硅二极管0.7 v 对输出信号电平的影响可以忽略不计。
信号二极管结构
小信号二极管采用微结区 PN 二极管结构。较小的结面积使二极管的结电容较小。这也将二极管的反向恢复时间减少到几纳秒或更少。小结电容和快速响应使二极管适用于高频应用。信号二极管最简单的结构是在 n 型硅上注入 p 型硅。然而，简单的结构具有较难预测的规格。
简单信号二极管结构。
一个更好的结构信号二极管是台面二极管。在台面二极管中，PN 块的一部分被蚀刻掉了。这使得二极管具有高顶平台结构。另外，n 型层被分成两个区域——一个是靠近轻掺杂的 p 型材料，另一个是靠近阴极接触的重掺杂层。整个结构由硅氧化物或钝化玻璃的封装层绝缘，以保护二极管免受氧化。台面的二极管结构使得信号二极管更加可靠，并使其参数具有更好的可预测性。
台面二极管结构。
信号二极管技术条件
信号二极管的制造具有多种二极管规格。这些静态特性在为给定应用程序选择特定模型时起着重要作用。一些重要的信号二极管规格如下
- 最大正向电流-它是允许流过二极管的最大正向电流。当二极管正向偏置时，通过二极管的电流呈指数上升。通过二极管的电流以热的形式消耗能量。当更多的正向电流流过二极管时，更多的热量就会通过二极管的连接处产生。这会导致热过载，导致二极管失效或损坏。这就是为什么所有的信号二极管都有最大的正向电流额定值。通常，它是毫安，并提供了室温(25 °c)。可以连接与信号二极管串联的电阻器，以保护二极管不受大电流的影响。最大正向电流表示为直流信号的“连续正向电流”和交流信号的“重复正向电流”。重复正向电流额定值总是高于连续正向电流额定值(几乎是双倍或更大)。最大额定电流也表示为非重复峰值正向电流。这通常是给出关于测试时间周期的平方波。这个额定值有助于确定二极管在高频半导体应用中的有用性，其峰值信号振幅和频率是明确定义的。
- 最大反向电压-这是最大的反向工作电压，可以适用于信号二极管反向击穿和损坏它。它总是低于突崩溃电压，可以从几伏到几千伏不等。PIV 额定值是一个非常关键的因素，每当信号二极管必须应用于交流应用。无论何时更换威廉希尔官方网站
中的二极管，都必须考虑这一点。直流信号的最大反向电压表示为“连续反向电压”，交流信号的最大反向电压表示为“重复反向电压”。通常情况下，两种评级都是一样的。因此，信号二极管在直流和交流应用中具有相同的 PIV 额定值。
- 总功耗-它是信号二极管在正向偏压条件下耗散的最大功率。正如已经提到的，信号二极管以热的形式消散通过结的电能。当正向电压发生微小变化时，电流以指数形式通过二极管上升。功率损耗是由正向电压和电流通过二极管的倍数(p = v * i)得到的。信号二极管的总功耗在室温下提供的 mW 范围内。
- 最高工作温度-在二极管数据表中表示结温。这与二极管的功耗有关。它的单位是摄氏度。结温既取决于正向电流，也取决于环境温度。这两个因素都会提高结温或二极管的工作温度。
- 正向电压-为不同的电流水平提供正向电压。硅二极管通常是0.6 v 到1v，锗二极管是0.2 v 到0.5 v。
- 反向电流-总反向电流包括反向饱和电流和电流由于金属接触在反向偏置条件。它是提供给定的反向电压，通常是在 uA 或 nA 范围。
- 二极管电容-它是信号二极管的结电容。它提供了一个特定的频率，通常在 pF 范围内。
- 反向恢复时间-这是一个重要的因素，选择二极管在开关应用。它提供了一个特定的电流水平在一个给定范围的正向和反向电流为一个已知的负载电阻。它通常以纳秒为单位。
- 正向恢复电压-所需的电压开关回到信号二极管的正向电流水平。这是一个有用的参数，为高速开关应用。它通常大于二极管的正向电压。
信号二极管数据表除上述规范外，还有许多图形。值得注意的是，连续正向电流与环境温度成正比，反向电流作为结温的函数，正向电流作为正向电压的函数，重复峰值正向电压作为脉冲持续时间的函数，二极管电容作为反向电压的函数。这些图显示了各种参数的相互依赖性以及它们在正向和反向特征区域中的适用性。
下表列出了一些流行的具有显著参数的信号二极管。
比较两个数据表和图形的公共参数和规范，这两个数据表基本上都指出。有成千上万的信号二极管可以从成百上千的制造商那里获得。研究和找出最流行的信号二极管。尝试探索为什么一些信号二极管更受欢迎，而一些有特定的应用。
信号二极管应用
信号二极管的一些常见应用如下:
波形整形或削波-信号二极管经常用于削波交流信号。可以使用一个或多个信号二极管来截取输入信号。一个信号二极管既可以只剪断正周期，也可以只剪断负周期。使用两个信号二极管可以剪断输入交流信号的两个周期。如果与输入端口平行连接，则信号二极管在正向偏置条件下绕过被截断的信号。在二极管的反向偏置周期内，得到不修剪的输出信号。如果使用信号二极管对两个周期进行整形，则两个信号二极管以相反的结构连接到威廉希尔官方网站
上。因此，一个二极管作用于一个周期，另一个作用于交流波的另一个周期。如果信号二极管与输入信号串联，则信号二极管绕过未夹持信号。如果交流信号的峰值电压不是很高，二极管的正向电压会对波形成形产生重大影响。
箝位和直流恢复-信号二极管用于改变交流信号的直流电平。这被称为二极管箝位或直流恢复。夹持威廉希尔官方网站
主要包括信号二极管和电容器。二极管箝位常用于数字威廉希尔官方网站
中，用于重置方波信号的上下限，以便在两个不同信号电平的系统之间进行通信，或用于调整显示屏像素亮度等其他特定要求。
保护二极管-信号二极管也用于保护其他半导体器件和接口免受突然的电压尖峰和过高的信号电压。在半导体威廉希尔官方网站
或接口控制大功率执行器的控制系统中，常常需要这种保护机制。飞轮二极管广泛应用于半导体器件的保护。信号二极管与感性负载并联连接，用于抑制电压尖峰和瞬变。飞轮二极管通常用于保护 MOSFET 和功率晶体管免受电动机等感性负载和反向电池保护的损坏。
稳压-在某些情况下，信号二极管也可以用于简单的稳压。在正向偏置区域，信号二极管在其上有一个恒定的电压降。通过串联多个信号二极管，可以从输入电压降低一个固定的电压。对于稳压来说，齐纳二极管是一个更好的选择。尽管如此，使用信号二极管仍然可以实现简单的稳压。
信号二极管封装
有数以千计的信号二极管模型可从数百个制造商。信号二极管在通孔和贴片封装中通常作为分立
元件使用。还有信号二极管阵列可用于保护计算机和数字威廉希尔官方网站
中的数据线，并保护数据端口免受电压峰值和 ESD 的影响。二极管阵列可用作隔离二极管、共阴极和共阳极阵列。
举报
