2005-05-12：晶体二极管
对于“二极管”这种东西，我虽然早就听叔叔说过，但是实在是一点概念都没有。姑且不说“点接触二极管”为何没有
我：“今天来的早啊，没跟佳人多温柔一会儿？”
师：“你更早啊？最近不忙？没人盯着你的考分了？”
我：“小声点，老虎也有打盹的时候。今天老爸带着老妈出去玩了，嘿嘿。”
师：“怎么没带着你啊？故意一漏？”
我：“我才不给他们当灯泡呢。问个事，为什么叫‘二极管’？那个‘管’是怎么个说法？”
师：“你的进度还挺快，开始接触实际的器件啦？之所以叫‘管’是个历史沿习。”
我：“历史沿习？就是说以前还有过其它一些叫‘管’的东西？”
师：“对，几十年前的电子产品使用‘电子管’，那确实是在一个密封且抽成真空的玻璃管中做的。也叫做‘真空管’，你可以查一下‘vacuum tube’这个词。”
我：“但是现在的二极管可不用在真空的玻璃管中做了吧？干嘛还称为‘管’呢？”
师：“沿习嘛，就是沿用以前的习惯。为了和以前的技术相区分，我们特意用 ‘晶体’ 两个字代替了 ‘真空’，叫做‘晶体二极管’。”
师：“英文中每种真空管有不同的名字，真空二极管的英文名是‘diode’，‘di’表示‘二’，‘ode’就是‘极’。真空三极管是 ‘triode’。 晶体二极管也用这个‘diode’。”
我：“这样看‘tri’就是‘三’，那‘tube’这个词就是‘管子’的意思了。”
师：“是，但晶体三极管可不叫‘triode’了。”
我：“我对‘点接触’有一些疑问？”
师：“你搜到‘点接触’和‘面接触’了？这有什么疑问呢？”
我：“我下载了一个图片（figure0064），传给你看看。我怎么找不着
此图左下角是晶体二极管的电路图符号，左边为普通二极管，三角形代表
结的 区，短竖线则代表 区。右边是“肖特基二极管”，后面会谈到。
师：“你小子挺细心的啊！这种细微的问题你都发现了？我刚开始学习这东西时都没想过这个问题，你比我可强了。”
我：“不是吧？我对
师：“但是你至少知道了 ‘半导体材料’ 除了 ‘硅’ 之外还有‘锗’的。”
我：“这倒是，‘锗’这种材料也是常用的半导体材料吗？”
师：“‘锗’曾经是一种常用的半导体材料，但是现在不常用了。它与硅比有一些特色，但是它存在一个严重的缺陷：对环境温度的变化太敏感，温度高点低点它的性能就随着发生改变。”
这个说法不是特别严格。本节后有补充说明。
我：“这不是‘半导体’的一大特色吗？”
师：“是啊，可我们不喜欢这样的特色啊，总不能做一台收音机冬天能收 7 个电台到夏天就只能收 5 个台了吧？”
我：“这么夸张啊？很早以前的收音机都有这样的问题？”
师：“我这只是故意说得夸张一点，当然不至于到这种程度。不过既然有‘硅’这种更好用的材料，那么‘锗’也就慢慢用得少了。”
我：“这个了解了。还是说说‘点接触’吧，为什么只有
师：“我以前发现这个问题后一开始以为那根扎在
我：“这也行啊？难道
师：“不是啦，有人说金属针扎在
注意
型和 型半导体材料确实是可以互相转化的，重要的是什么样的杂质占优势。
我：“怎么听着跟炼钢的似的？这也太悬了吧？”
师：“我也觉得有点悬，不过早期制造晶体管确实是有‘合金法’的。我不确定‘点接触’二极管是不是这样的。”
我：“你怎么会有不确定的东东呢？”
师：“我并不了解半导体材料的加工方法啊。不过我现在还有另一种观点，不妨给你介绍一下。”
我：“好啊，洗耳恭听。”
师：“并非只有
我：“受不了了，我可拿这些名词怎么办呢？”
师：“Walter H. Schottky 博士深入研究过这个东西，他提出的这个‘势垒’理论被大家广为接受。”
师：“你可以称之为 ‘肖特基结’ 或者 ‘金属——半导体结’，它和
在图（figure0064）给出的肖特基二极管的电路图符号中，三角形一端为金属极，弯折线代表
型半导体。
我：“有什么不一样？它比
师：“首先它正向导通所需的电压比
随着技术的发展，肖特基结的反向漏电流是否只能偏大？反向击穿电压是否只能做得低？也不一定。
师：“硅材料的
我：“也不过是
师：“我不知道是不是这样，没找到过来自半导体业界的确切说法。”
我：“怎么这里面还有悬案啊？就没人彻底把这事说清楚？”
师：“不知道，或者是我掌握的资料太少吧，可能在半导体器件制造工艺相关的书籍中对此有说明。也可能这种‘点接触’二极管太过古老，大家都没兴趣再提起这东西。”
师：“其实 Schottky 博士提出的‘势垒’理论也是个悬案，还有其它人提出的不同理论，这块儿有争论。”
我：“敢情我搜到的都是些老掉牙的内容啊。那是不是有专门制造的‘肖特基二极管’？”
师：“是的，1N5817 就是一个十分常见的‘肖特基二极管’。”
我：“1N5817 是个型号吗？”
师：“是啊，这是美国的半导体器件的命名规则。1N 中的 1（是数字 1，不是字母 I）指‘1 个
我：“各个国家都有自己的半导体器件命名规则吗？我们国家的规则是怎么定的？”
师：“相当多的国家都采用美国的规则，我们国家是有自己的规则的，不过现在已经难以见到用我们的规则命名的器件了。”
我：“我们国家的半导体行业都垮了吧？工人全下岗买断工龄了？像我老爸那样？”
中国的半导体工业仍然存在并且发展着，但目前鲜有我们自己独创的技术。
师：“这让我说什么好呢？反正你是不必理会我们国家自己的半导体器件命名规则了。但是需要知道日本的半导体器件命名规则。”
我：“我很难受，为什么是日本？”
师：“日本规则中二极管的型号命名都以‘1S’打头，其中‘1’仍然表示‘1 个
我：“这不是抄人家美国的规则吗？就多一个字母？没什么创意！”
师：“你还是个反日的粪青啊？粪青情结对于研究技术没有任何帮助。”
我：“我不是粪青，我们班上好几个哈日哈韩的，搞得我对日本和韩国有点反感而已。”
师：“型号的最末尾还经常以大写字母标出分档号，比如 1N5817A，这个 A 表示这个 1N5817 二极管的性能参数属于 A 级。日本规则也含有这样的分档号。”
师：“惨了，日本和韩国都是半导体技术很强的，还都是你反感的。”
我：“唉，总是人家比我们强，我们怎么就这么弱呢？”
师：“别报怨了。最后提醒你，很多半导体企业还经常使用自己的型号命名规则，不一定总是 1N 和 1S。所以还是要经常找到厂商给的产品技术文件，网络很发达了，从厂商的网站上了解产品信息最方便直接。”
我：“你又要走了啊？又是最后提醒？”
师：“没有啊？还有一个重要的内容没说呢，我们今后经常使用的一个二极管，型号是 1N4148。我把它的技术文件传给你。”
我：“PDF 格式的？你怎么这么喜欢用 PDF 呢？”
师：“这个 PDF 是厂家发布的，全世界的半导体企业都喜欢用这种文件格式发布资料。这个 ‘1N4148.PDF’是美国“仙童半导体”公司的技术文件，这种技术文件一般被称为‘Datasheet’。”
我：“‘仙童’公司？名字不错啊。就是 PDF 文件左上角显示的‘FAIRCHILD’？”
师：“你居然没报怨 ‘怎么全是英文？’ 很多人都报怨这种通篇英文的资料。”
我：“怎么全是英文啊？这怎么看啊？”
师：“英文的怎么就不能看了？以后全英文的资料多了去了！”
我：“这个英文也太专业了吧？Small Signal Diode 是啥意思？小什么二极管？”
师：“Signal 是‘信号’的意思。‘小信号’二极管。”
我：“那就是说这个二极管适用于 ‘小信号’ ？那什么是‘小信号’？我们以前说的高电平是 1 低电平是 0 那算‘大信号’还是‘小信号’啊？”
师：“怎么说呢？这个 ‘小信号’ 应该算是一种观念。”
我：“是不是和我们以前讨论的 ‘强上拉’ 和 ‘弱上拉’一样，没有什么明确的标准？”
我：“或者说电流在
师：“你先这么理解吧，这个目前还真不大容易说清楚。”
我：“怎么又是这种不清不楚的样子啊？下面那图应该是 1N4148 的外形吧？”
师：“叫 ‘封装’ 好吗？你得专业一点啦。左边那个‘轴向引线式’封装的是我们以后会用到的，右边那个没有引线，是‘贴装’的器件。”
我：“贴装？不懂。左边那个封装下的一行英文是啥意思？”
注意在 Datasheet 首页上方的外形图下有一行英文：Cathode is denoted with a black band
师：“我发你一个图吧，这是对实际器件拍摄的。”
左下图可见“DO-35”和“LL-34”两种封装的样子。
我：“是红色的啊？我以为是黑色的，这个 PDF上的图是黑色的。”
师：“别管颜色了。看到管子一端有个黑色的窄条吗？那就是‘black band’。”
我：“那我查一下 ‘cathode’ 的意思。等一会儿。”
师：“刚说了‘ode’是‘极’的意思。”
我：“‘cathode’是‘阴极’的意思，有黑环的这一侧的引线是‘阴极’？”
师：“对了。这一侧的引线连接着
注意色带颜色不同，但指示的都是阴极。
我：“那么接
师：“我们不能这样讨论下去了，说一晚上也说不完。如果让你把这个二极管用在电路中，你首先想了解有关这个二极管的什么内容呢？”
我：“我哪儿知道该了解些什么啊？先了解一下封装？”
师：“我会首先想了解一下这个管子反向击穿电压是多大？不能超这个参数对不？”
我：“对，那么我们可以先忽略其它诸多内容，先找这个最关心的。”
师：“‘反向’的英文是‘reverse’，你快速地在 PDF 中找一下这个词。”
我：“一眼就找到了。下边表格中第一项就有‘reverse’和‘voltage’这两个词。”
师：“这是个极限参数啊？Absolute Maximum Ratings。”
我：“那还找哪个？”
师：“下一页，Electrical Characteristics 那张表有‘Breakdown Voltage’参数，这个是反向击穿电压。”
我：“可这个是有两个值的啊？
我：“而且还各对应着一个电流。那个‘
师：“这个表下面就有
我：“Reverse Leakage？反向泄漏？可怎么又有
师：“我错了，我不应该让你看这个 PDF。这个技术资料带给你的不是知识，而是一堆疑问。”
我：“是啊，看上去跟天书一样，还是英文版的天书。要不你给通篇翻译讲解一下？”
师：“今天有点晚了，我要走了。我们先把这个 PDF 放一放吧。”
我：“你不能这样啊？太不负责任了！那我今天可怎么弄啊？”
师：“你也别弄了。下次我们讨论二极管怎样接在电路中，讲这个的同时我们再来从这个 PDF 中找出对我们有用的内容。我觉得这样更有针对性。”
我：“那好吧。问一下像这样的资料是不是必须每个细节都要弄懂才行？否则就无法正确地使用这个器件？”
师：“也不是必须每个细节都要弄的很透彻。不要急啦，我们最终的目标是把 1N4148 使用起来，倒不是把这个 PDF 彻底研究透。”
我：“这让我稍微踏实了一点。你先走吧，我再泡一会儿。”
师：“晚安。我后天才能再与你讨论二极管电路，明天有些事情。”
我：“好吧，我多忍一天吧。
送走了 C#，我觉得这个 PDF 文件还是应该自己再琢磨一下，难道真的是一点能看懂的都没有吗？我于是仔细琢磨起那个给出“极限参数”的表格来。
再下面一栏是
再下面的两栏都有“Forward Current”字眼，应该是都和正向接电相关，也不知道正向接上电怎么这么麻烦？其中最大的一个电流竟然是
最后一栏
本节补充说明
我们以“反向漏电流”为例说一下硅和锗两种半导体材料的区别。每当温度升高
锗这种半导体材料并非一无是处，衡量半导体材料的性能还有一个重要的指标，叫做 “载流子迁移率”，锗的这个指标比硅要好，这意味着锗材料制作的半导体器件比硅器件有更高的性能。所以现在有一种新的半导体工艺——锗硅工艺，是把锗和硅联合应用，两种材料相互取长补短，以获得更高的性能。我们人手一个的手机之中通常会用到锗硅器件。