硅二极管

　　在电子学中，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。