【摘要】二極管,二極管的正.負(fù)二個(gè)端子,(如圖)一端稱為陽極,一端稱為陰極。電流只能從陽極向陰極方向移動(dòng)。二極管是由半導(dǎo)體組成的器件。半導(dǎo)體無論那個(gè)方向都能流動(dòng)電流 如下圖:
二極管,電子元件當(dāng)中,一種具有兩個(gè)電極的裝置,只允許電流由單一方向流過。許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(Varicap Diode)則用來當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。
大部分二極管所具備的電流方向性,通常稱之為“整流(Rectifying)”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時(shí)阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。然而實(shí)際上二極管并不會(huì)表現(xiàn)出如此完美的開與關(guān)的方向性,而是較為復(fù)雜的非線性電子特征——這是由特定類型的二極管技術(shù)決定的。二極管使用上除了用做開關(guān)的方式之外還有很多其他的功能。
1、正向性 外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。
2、反向性 外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。
3、擊穿 外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí),反向電流會(huì)突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被永久破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復(fù),否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。
二極管的原理
二極管工作原理(正向?qū)щ?,反向不?dǎo)電)
晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié),在其界面處兩側(cè)形成了空間電荷層,并且建有自建電場,當(dāng)不存在外加電壓時(shí),因?yàn)閜-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。 當(dāng)產(chǎn)生正向電壓偏置時(shí),外界電場與自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流(也就是導(dǎo)電的原因)。 當(dāng)產(chǎn)生反向電壓偏置時(shí),外界電場與自建電場進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍中與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0(這也就是不導(dǎo)電的原因)。
當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對,產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。
二極管的作用
1、整流 整流二極管主要用于整流電路,即把交流電變換成脈動(dòng)的直流電。整流二極管都是面結(jié)型,因此結(jié)電容較大,使其工作頻率較低,一般為3kHZ以下。
2、開關(guān) 二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止?fàn)顟B(tài),如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路。
3、限幅 二極管正向?qū)ê螅恼驂航祷颈3植蛔儯ü韫転?.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)
4、續(xù)流 在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起續(xù)流作用
5、檢波 檢波二極管的主要作用是把高頻信號中的低頻信號檢出。它們的結(jié)構(gòu)為點(diǎn)接觸型。其結(jié)電容較小,工作頻率較高,一般都采用鍺材料制成。
6、阻尼 阻尼二極管多用在高頻電壓電路中,能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流,一般用在電視機(jī)電路中,常用的阻尼二極管有2CN1、2CN2、BSBS44等。
7、顯示 用于VCD、DVD、計(jì)算器等顯示器上。
8、穩(wěn)壓 這種管子是利用二極管的反向擊穿特性制成的,在電路中其兩端的電壓保持基本不變,起到穩(wěn)定電壓的作用。常用的穩(wěn)壓管有2CW55、2CW56等
9、穩(wěn)壓 觸發(fā)二極管又稱雙向觸發(fā)二極管(DIAC)屬三層結(jié)構(gòu),具有對稱性的二端半導(dǎo)體器件。常用來觸發(fā)雙向可控硅;,在電路中作過壓保護(hù)等用途