二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件 。它具有單向?qū)щ娦阅埽?即給二極管陽(yáng)極加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通。 當(dāng)給陽(yáng)極和陰極加上反向電壓時(shí),二極管截止。 因此,二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)二極管(Diode),是一種具有不對(duì)稱(chēng)電導(dǎo)的雙電極電子元件。理想的二極管在正向?qū)〞r(shí)兩個(gè)電極(陽(yáng)極和陰極)間擁有零電阻,而反向時(shí)則有無(wú)窮大電阻,即電流只允許由單一方向流過(guò)二極管。因此二極管具有單向?qū)щ姷奶攸c(diǎn),可起到整流的作用。 二極管的熱穩(wěn)定性與其工作環(huán)境溫度密切相關(guān),高溫環(huán)境下工作的二極管需要具有良好的熱穩(wěn)定性。金華瞬變抑制二極管接線(xiàn)圖
面接觸式二極管:面接觸式PN結(jié)二極管是由一塊半導(dǎo)體晶體制成的。不同的摻雜工藝可以使同一個(gè)半導(dǎo)體(如本征硅)的一端成為一個(gè)包含負(fù)極性載流子(電子)的區(qū)域,稱(chēng)作N型半導(dǎo)體;另一端成為一個(gè)包含正極性載流子(空穴)的區(qū)域,稱(chēng)作P型半導(dǎo)體。兩種材料在一起時(shí),電子會(huì)從N型一側(cè)流向P型一側(cè)。這一區(qū)域電子和電洞相互抵銷(xiāo),造成中間區(qū)域載流子不足,形成“空乏層”。在空乏層內(nèi)部存在“內(nèi)電場(chǎng)”:N型側(cè)帶正電,P型側(cè)帶負(fù)電。兩塊區(qū)域的交界處為PN結(jié),晶體允許電子(外部來(lái)看)從N型半導(dǎo)體一端,流向P型半導(dǎo)體一端,但是不能反向流動(dòng)。佛山超快恢復(fù)二極管哪家好二極管可以用于整流、穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)等電路中。
二極管在20世紀(jì)20年代由熱離子二極管所取代。20世紀(jì)50年代,高純度的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)。因?yàn)樾鲁霈F(xiàn)的鍺二極管價(jià)格便宜,晶體收音機(jī)重新開(kāi)始被大規(guī)模使用。貝爾實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)發(fā)了鍺二極管微波接收器。20世紀(jì)40年代中后期,美國(guó)電話(huà)電報(bào)公司在美國(guó)四處新建的微波塔上開(kāi)始應(yīng)用這種微波接收器,主要用于傳輸電話(huà)和網(wǎng)絡(luò)電視信號(hào)。不過(guò)貝爾實(shí)驗(yàn)室并未研發(fā)出效果令人滿(mǎn)意的熱離子二極管微波接收器。之后隨著量子力學(xué)和半導(dǎo)體材料的發(fā)展和應(yīng)用,逐漸發(fā)展并形成了目前人們使用的半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)和配套的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。
二極管具有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)端子,電流只能往單一方向流動(dòng)。也就是說(shuō),電流可以從陽(yáng)極流向陰極,而不能從陰極流向陽(yáng)極。對(duì)二極管所具備的這種單向特性的應(yīng)用,通常稱(chēng)之為“整流”功能。在真空管內(nèi),借由電極之間加上的電壓能夠讓熱電子從陰極到達(dá)陽(yáng)極,因而有整流的作用。將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)直流電,包括無(wú)線(xiàn)電接收器對(duì)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的調(diào)制,都是通過(guò)整流來(lái)完成的。因?yàn)槠漤樝蛄魍嫦蜃钄嗟奶攸c(diǎn),二極管可以想象成電路中的單向閥。然而實(shí)際上,二極管并不會(huì)表現(xiàn)出如此完美的開(kāi)關(guān)性,而是呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的非線(xiàn)性電子特征——這是由特定類(lèi)型的二極管技術(shù)決定的。一般來(lái)說(shuō),只有在正向超過(guò)開(kāi)啟電壓時(shí),二極管才會(huì)工作(此狀態(tài)被稱(chēng)為正向偏壓)[6]。一個(gè)正向偏置的二極管兩端的電壓降變化只與電流有一點(diǎn)關(guān)系,并且是溫度的函數(shù)。因此這一特性可用于溫度傳感器或參考電壓。 二極管具有快速開(kāi)關(guān)特性,可用于高頻電路。
三極管偏置電路分析電路中,三極管VT1工作在放大狀態(tài)時(shí)要給它一定的直流偏置電壓,這由偏置電路來(lái)完成。電路中的R1、VD1和R2構(gòu)成分壓式偏置電路,為三極管VT1基極提供直流工作電壓,基極電壓的大小決定了VT1基極電流的大小。如果不考慮溫度的影響,而且直流工作電壓+V的大小不變,那么VT1基極直流電壓是穩(wěn)定的,則三極管VT1的基極直流電流是不變的,三極管可以穩(wěn)定工作。 在分析二極管VD1工作原理時(shí)還要搞清楚一點(diǎn):VT1是NPN型三極管,其基極直流電壓高,則基極電流大;反之則小。隔離二極管是一種常見(jiàn)的電子元器件,用于隔離電路中的兩個(gè)部分,以防止電流和信號(hào)的干擾。蘇州光電二極管特點(diǎn)
反向偏置時(shí),二極管具有高電阻,不導(dǎo)電。金華瞬變抑制二極管接線(xiàn)圖
二極管的正向特性: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(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱(chēng)為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱(chēng)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(chǎng)被克服,二極管正向?qū)ǎ娏麟S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(chēng)為二極管的正向電壓。 當(dāng)二極管兩端的正向電壓超過(guò)一定數(shù)值 ,內(nèi)電場(chǎng)很快被削弱,特性電流迅速增長(zhǎng),二極管正向?qū)ā?叫做門(mén)坎電壓或閾值電壓,硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V。硅二極管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.8V,鍺二極管的正向?qū)▔航导s為0.2~0.3V。金華瞬變抑制二極管接線(xiàn)圖