1.2 特殊二极管

除前面讨论的普通二极管外，还有若干特殊二极管，如稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等，它们具有特殊的功能，下面分别加以简单介绍。

1.2.1 稳压二极管

1.稳压管的特性

稳压管是利用二极管的反向击穿特性，并用特殊工艺制造的面接触型硅半导体二极管，它具有低压击穿特性。由于工艺上的特殊处理，只要反向电流小于它的最大允许值，管子仅发生电击穿而不发生热击穿，所以不会损坏。图1.5（a）为稳压管的伏安特性，它和普通硅二极管的伏安特性基本相似，在反向击穿区（图中AB段），反向电流的变化（Δ IZ）很大，管子两端电压变化（Δ UZ）很小，这就是稳压管的稳压特性。稳压管的电路符号如图1.5（b）所示。

2.稳压管的主要参数

（1）稳压电压UZ

它指稳压管正常工作时其两端所具有的电压值，UZ近似等于反向击穿电压UBR，每个稳压管只有一个稳压电压UZ，但即使同一型号管子的UZ值也具有一定的分散性，例如，一个2DW231稳压管的UZ值是5.8～6.6V之间的某一确定值。在使用和更换稳压管时一定要对具体的管子进行测试，看其稳压值是否合乎要求。

应当指出，稳压管工作在反向击穿状态时，其两端电压才能稳定在UZ。

（2）稳定电流IZ

它指稳压管在稳定电压下的工作电流，即稳压电压UZ对应的工作电流。

（3）最大稳定电流IZmax

它是稳压管长期工作允许通过的最大反向电流。

（4）最小稳定电流IZmin

它是稳压管进入正常稳压状态所必需的起始电流。实际电流如果小于此值，稳压管因未进入击穿状态而不能起到稳压作用。

（5）动态电阻rZ

它是稳压管两端电压变化量与通过的电流变化量之间的比值，即

显然rZ愈小，则说明Δ IZ引起的Δ UZ变化就愈小，稳压管的稳压性能愈好。

1.2.2 变容二极管

电容是一种存储电荷的元件，当其两端电压变化时，其存储的电荷也发生变化。当 PN结外加电压变化时，其耗尽层（空间电荷区）离子的电荷量也发生变化，这表明 PN 结具有电容效应，二极管存在结电容。二极管结电容的大小除了与本身结构工艺有关，还与外加电压有关。变容二极管就是利用 PN 结的电容效应，并采用特殊工艺使结电容随反向电压变化比较灵敏的一种二极管，其电路符号如图1.6（a）所示。显然，变容二极管应工作在反向偏压状态。

变容二极管的结电容Cj与反偏电压uD的关系曲线如图1.6（b）所示，不同型号的管子，其最大可能的电容值是5～300 pF，最大电容与最小电容之比约为5:1。变容二极管常用于高频电路中，如电调谐电路和自动频率控制电路。

1.2.3 光电二极管

光电二极管的结构与一般的二极管类似，但在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃管窗口能接收外部的光照。这种器件的 PN 结在反向偏置状态下工作，它的反向电流随光照强度的增加而上升。光电二极管的外形及符号如图1.7所示。

光电二极管可用于光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。当制成大面积光电二极管时，可作为一种能源，称为光电池。

1.2.4 发光二极管

发光二极管（简称LED）是一种光发射器件，它是由砷化镓、磷化镓等材料制成的。当这种管子通以电流时将发出光来。光的颜色主要取决于制造所用的材料。目前市场上发光二极管的主要颜色有红、橙、黄、绿、蓝等。图1.8为发光二极管的常见外形和电路符号。发光二极管只能工作在正偏置状态，它的正向压降较大，约为1.2～2.2 V。蓝色发光二极管的正向压降更大，约为3 V。

发光二极管是一种新型冷光源。由于它体积小、用电省、工作电压低、寿命长、单色性好和响应速度快，因此，常用来作为显示器，在日常生活中所见到的各种电源指示灯都使用发光二极管。除了单个使用外，它也常做成七段式、矩阵式器件，还做成各种照明光源，工作电流一般为几至十几毫安。发光二极管在工作时常用限流电阻限流，防止过流烧坏。在遥控器上所采用的是红外发光二极管，发出的是不可见的红外光，也是发光二极管的一种类型。

思考题

1.2.1 稳压管与普通二极管比较，特性上存在的主要差异是什么？

1.2.2 为什么稳压管的动态电阻越小越好？

1.2.3 变容二极管应用于什么场合，试举一、两个例子说明。

1.2.4 光电子器件为什么在电子技术中得到越来越广泛的应用？试举一、两个应用实例。