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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。
