1.4 二极管

半导体二极管简称二极管，是用一个PN结做管芯，在PN结的两端分别引出电极，并把它们封装起来而制成。二极管有两个电极，分别被称为正极（阳极）和负极（阴极）。图1.23（a）是手机中二极管的实物图。通常，二极管的负极用一条色带来标示。在电路中，一般的二极管用如图1.23（b）所示的图形符号表示，其中三角箭头表示正向电流的方向，即正向电流从二极管的正极流入，从负极流出。

二极管在电路图中的表示字母不像电阻、电容那样固定，有用V的，有用D的，也有用Q的。但用V、D、Q标示的并不一定就是二极管，主要通过电路图形符号来判断该器件是否是二极管。

手机中通常采用SMD二极管，图1.24是一些SMD二极管。在图1.24中，有3个、4个引脚的其实是二极管组件或二极管阵列器件，它们通常集成了两个或多个二极管。

手机中的二极管不多，主要是一些特殊二极管，如发光二极管、光敏二极管、变容二极管等。由于高的结电容量，通常的PN结二极管不太适合射频微波应用。由金属-半导体接触形成的二极管具有低的电容量，可工作在更高频率的电路中。

1.4.1 变容二极管

变容二极管（Varactor）是一种特殊的二极管，它是利用PN结的结电容效应而制成的。变容二极管的图形符号如图1.25所示。图1.26则是SMD变容二极管常见的几种封装形式。

在图1.27中，可以看到一个实际的变容二极管。在三星A188手机中，中频VCO（压控振荡器）电路的两个变容二极管被集成在一起。

变容二极管与普通二极管有相似之处，都有PN结，但也有重要区别。对于一般的半导体二极管，人们总希望尽量减小其结电容，变容二极管却是要利用结电容。

为了使电容效应显著，给变容二极管加上反向偏置电压。当变容二极管的反向偏压增大时，变容二极管的结电容变小；当变容二极管的反向偏压减小时，变容二极管的结电容增大。

变容二极管的应用已相当广泛。变容二极管可用于压控振荡器、调谐、变容二极管频率调制、无线电调谐等电路中。

许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术。这种技术的电路简单、性能也较好，但它对振荡器中心频率的稳定度有一定影响，而锁相环技术的运用和温补压控晶振的结合则减小了这些影响。

在手机电路中，变容二极管常用于振荡电路，与其他元器件一起构成VCO电路。在VCO电路中，通过改变变容二极管两端的电压来改变变容二极管电容的大小，导致振荡回路发生变化，从而改变振荡频率。图1.28是诺基亚6110手机中的VHF VCO电路。其中的V580是变容二极管。锁相环电路输出的控制信号经R582到变容二极管V580的负极，控制振荡电路工作。

1.4.2 肖特基二极管

肖特基（Schottky）二极管也称肖特基势垒二极管，是一种快恢复二极管，它是一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。在射频电路中，肖特基二极管可用于检波、调制、混频、整流等电路中。

肖特基二极管具有较低的正向偏置电压。在使用肖特基二极管做混频器的电路中，常常没有外加工作电源，仅由信号电压驱动。

图1.29是一个采用肖特基二极管的手机充电电路，其中的U312与U307就是肖特基二极管，若它们中的任何一个损坏，都会导致手机出现不能充电的故障。

1.4.3 稳压二极管

稳压二极管（Zener Diode）又称为齐纳二极管，它是利用二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。图1.30是稳压二极管的两种图形符号。

稳压二极管是一种在到达临界反向击穿电压前都具有很大电阻的半导体器件。在临界击穿点上，反向电阻变得很小，其反向电流增加而两端电压则保持恒定。

一般的二极管需要正向偏置，而稳压二极管需要反向偏置才能发挥其作用，即稳压二极管的负极连接高电位，稳压二极管的正极连接低电位。

在手机中，稳压二极管通常被用来提供基准电压、起保护作用，常用于电源电路、按键电路及其他各种接口电路。例如，在图1.29中，U302与U308都是稳压二极管，U302与U303组成过压保护电路，U308则直接起到保护作用。

图1.31则是索尼爱立信P900手机的开机触发与充电电路及实物图，其中的V501是一个场效应管，用于充电控制。V502是一个复合器件，集成了两个稳压二极管，它们连接到充电检测信号电路与附件开机触发信号电路，起保护作用。如果V502的1-3二极管开路，可能导致芯片N500损坏；如果V502的1-3二极管被击穿，可能导致手机出现充电方面的故障；如果V502的2-3二极管被击穿，将导致手机出现开机方面的故障。

1.4.4 发光二极管

在电路图中，发光二极管（LED）用如图1.32所示的图形符号来表示。

手机中的灯控制电路较多，如按键背景灯电路、显示背景灯电路、信号指示灯电路、充电指示灯电路、照相机闪光灯电路、音乐闪灯电路等。各灯电路使用的灯的器件可能不同，维修人员不必关注灯电路的种类，应主要抓住各相关驱动电路的特点。

灯驱动（或控制）电路的控制信号通常都是由数字基带或电源管理器输出。手机中的灯电路可归纳为两种。

一种是由电子开关电路控制的灯电路。当控制信号有效时，灯电流通道闭合，灯开始工作；当控制信号无效时，灯电流通道断开，灯停止工作。这种灯控制电路可能是三极管电路或场效应管电路，也可能是被集成在电源管理器内。图1.33是一个手机的充电指示灯电路，从图中可以看到，该电路很简单——发光二极管V3110的正极连接到充电电源DCIOint，发光二极管的负极连接到N2000的A6引脚，控制电路被集成在N2000芯片内。当N2000的A6引脚为低电平时，充电指示灯开始工作。

另一种灯控制电路其实是灯的电源电路。当控制信号有效时，灯的电源电路开始工作，为灯提供工作电源，灯开始工作；当控制信号无效时，灯的电源电路停止工作，灯也因此停止工作。图1.34中的背景灯控制电路就是这样的电路。N2400电路是直流升压电路，提供背景灯电源。KDL是控制信号，由复合电源管理器UEM输出。当控制信号DKL有效时， N2400电路作为背景灯电源，显示背景灯与按键背景灯开始工作。