同学们大家好，今天我们继续学习杨欣的《电子设计从零开始》，这本书从基本原理出发，知识点遍及无线电通讯、仪器设计、三极管电路、集成电路、传感器、数字电路基础、单片机及应用实例，可以说是全面系统地介绍了电子设计所需的知识，是一本很好的电子设计入门书籍，没有复杂的计算，取而代之的是生动、平实的叙述。
上篇我们提到用Multisim可以进行电路仿真，并对部分电路进行了分析，避开了还没有了解的几个电子元器件。今天我们开始学习两种常见的半导体器件------首先来看二极管。
关于二极管，作者没有从原子结构、P-N结等枯燥的预备知识来介绍，而是从器件应用来介绍。
二极管有两个引脚，一个是正极，另一个是负极，电流只能从正极流向负极单向流经。
二极管根据用途和特点可以有20多种分类，这里列出了比较常用的类型，如下图所示：
整流二极管常用在整流、检波电路；发光二极管是常用的光源器件，用在指示灯、照明灯中；稳压二极管常用于稳压电路中；光电二极管可接受可见光或不可见光来控制通断；隧道二极管常用于高频电路；肖特基二极管应用在钳位、放电保护等电路中。
上图中还可以看出，发光二极管和光电二极管的长脚为正，短脚为负，外壳有色环或“围裙”的一端为二极管的负极，另一端为正极。
图中二极管、电阻、电源、电流表串联组成回路，a图中二极管正向偏置，即电流从二极管正极流经负极，电流表中显示电流为0.011A；b图中二极管反向偏置，电流无法从负极流经正极，电流表读数只有0.27nA，可认为是无电流通过。这就很好地说明了二极管具有单向导电的特性了。
可以看到二极管的符号由一个从A指向K的箭头和一个“挡板”组成，箭头的方向就指示了当有正向偏置时，电流从A流经K。但当电流想从K流经A就会被“挡板”“无情”地阻挡。
当然要二极管正向导通也不是那么“随意”，需要正极电压高于负极电压，要高多少？需要高一个正向压降（VF, forward voltage），这样电流才能“闯过”二极管，二极管才能导通。
那么，这个VF和什么有关呢，答案是跟二极管的材料有关，一般硅管的VF为0.7V，锗管的VF为0.15V。
实际使用中，我们如何快速判断一个二极管是硅管还是锗管呢？可以采用万用表如下图所示连接，要注意使用万用表的电阻档位，万用表正极接二极管负极，万用表负极接二极管正极，此时，阻值在4~8kΩ的为硅管，阻值在1kΩ的为锗管。
我们除了知道二极管的导通电压，还需要知道导通时的正向电流IF。正向电流可以从二极管伏安特性曲线的技术文档中就有描述该二极管伏安特性的曲线图，如下图所示：
上图中，可以看到当横坐标正向电压VF增大到0.7V之前1N4148都没有导通，纵坐标正向电流IF近似为0mA；一旦VF超过0.7V，正向电流也随之快速增强。这就说明在二极管1N4148上施加的正向电压超过0.7V时，正向电流IF开始形成，1N4148导通。
下面使用Multisim对1N4148进行电路仿真，看看是否可以和它的伏安特性对应起来，如下图所示：
上图中电源、二极管1N4148、电阻、发光二极管电流表串联，电压表测1N4148两端电压，仿真结果显示，电路中有电流通过，发光二极管被点亮，电流表显示电路中的电流为0.02A，1N4148两端的电压为0.714V，正好对应1N4148伏安特性曲线上箭头所指位置。
我们研究了二极管1N4148的伏安特性，并且它是一个硅管，就可以类比到所有的硅管二极管都有类似的伏安特性。那么，锗管是不是也有一个具有代表性的特性曲线呢，答案是肯定的，如下图所示：
上图中可以看到二极管正向偏置时，锗管需要VF高于0.2V，硅管需要VF高于0.6V，正向电流才会急剧改变；二极管反向偏置时，反向电压增大，反向电流也不会很大，直到反向电压把二极管击穿，反向电流才会增大，对二极管造成毁灭性打击。这个反向击穿电压，一般硅管为1000V，锗管为100V，以器件的技术文档为准。
在我们对二极管进行选型时，就要根据需求选择合适的参数，综合考虑从而来确定二极管型号。那么，拿到一个二极管的技术文档时，我们应该如何去看呢？下面我们来分析看看。
上图为1N4001~1N4007技术文档第一页，里面就有选型需要的重要参数。
1.二极管型号1N4001~1N4007，这说明这7类管子特性相似，只是某些参数不同，所以共用一份技术文档。
2.最大反向电压VRRM，若使用过程中施加在二极管上的反向电压超过该值，二极管就会击穿。实际选型时，反向电压不应该超过该值。
3.平均正向电流IF(AV)，该参数描述了二极管所能承受的正向电流的平均值，选型时，电路电流也不能超过该值。
4.正向电压VF（Forward Voltage@1.0A），细心的同学可能注意到，这个参数里有个@1.0A，其实意思就是当二极管中通过的正向电流为1.0A时，二极管正向电压 VF的大小。
实际在选型过程中，我们需要考虑二极管的上述参数满足电路设计要求，才能保证电路的正常功能和稳定性。下篇我们来讲讲三极管的实用知识，下篇见。
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