【摘要】二極管,二極管的正.負二個端子,(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。二極管是由半導體組成的器件。半導體無論那個方向都能流動電流 如下圖:
二極管,電子元件當中,一種具有兩個電極的裝置,只允許電流由單一方向流過。許多的使用是應用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(Varicap Diode)則用來當作電子式的可調(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。然而實際上二極管并不會表現(xiàn)出如此完美的開與關的方向性,而是較為復雜的非線性電子特征——這是由特定類型的二極管技術決定的。二極管使用上除了用做開關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,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)。這個不能使二極管導通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(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),導通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二極管的正向電壓。
2、反向性 外加正向電壓時,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)。這個不能使二極管導通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(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),導通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個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,反向電流會突然增大,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〞挥谰闷茐模诔烦饧与妷汉?,其性能仍可恢復,否則二極管就損壞了。因而使用時應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?,反向不導電?/p>
晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體形成的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,當不存在外加電壓時,因為p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴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)。 當產(chǎn)生正向電壓偏置時,外界電場與自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流(也就是導電的原因)。 當產(chǎn)生反向電壓偏置時,外界電場與自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍中與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0(這也就是不導電的原因)。
當外加的反向電壓高到一定程度時,p-n結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(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 二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態(tài),相當于一只接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態(tài),如同一只斷開的開關。利用二極管的開關特性,可以組成各種邏輯電路。
3、限幅 二極管正向?qū)ê?,它的正向壓降基本保持不變(硅管?.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 在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起續(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,一般用在電視機電路中,常用的阻尼二極管有2CN1、2CN2、BSBS44等。
7、顯示 用于VCD、DVD、計算器等顯示器上。
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體器件。常用來觸發(fā)雙向可控硅;,在電路中作過壓保護等用途