二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件[1]。它具有单向导电性能,即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开[2]。二极管是早诞生的半导体器件之一,其应用非常广。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能[3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹[3]。中文名二极管外文名Diode特性单向导电性应用家用电器、工业控制电路等类别半导体器件组成材料硅、硒、锗等目录1结构组成2工作原理▪PN结形成原理▪PN结单向导电性3主要分类▪点接触型二极管▪面接触型二极管▪平面型二极管▪稳压管▪光电二极管▪发光二极管4特性参数▪伏安特性▪正向特性▪反向特性▪击穿特性▪反向电流▪动态电阻▪电压温度系数▪高工作频率▪大整流电流▪高反向工作电压5检测方法▪小功率晶体二极管▪双向触发二极管▪瞬态电压抑制二极管▪高频变阻二极管▪变容二极管▪单色。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。西藏二极管模块现货
稳压源,放大器以及电子仪器的保护电路等瞬态电压抑制二极管又称瞬变电压抑制二极管,双向击穿二极管,简称TVS。瞬态抑制二极管不会被击穿,它能够在电压极高时降低电阻,使电流分流或控制其流向,从而保护电路元件在瞬间电压过高的情况下不被烧毁。双向触发二极管又称二端交流器件DIAC或双向二极管。常用来出发双向晶闸管,还可构成过压保护电路等。变阻二极管变阻二极管是利用PN结之间等效电阻可变的原理制成的,主要应用于10-1000MHz高频电路或开关电源等电路,做可调衰减器,起限幅,保护等作用。隧道二极管又称江崎二极管,它是以隧道效应电流为主要电流分量的二极管,结构简单,变化速度快,功耗小。在高速脉冲计数中有广泛应用。可用隧道二极管构成双稳电路,单稳电路,多谐振荡器,以及用作整形和分频。双基极二极管又称单节晶体管,是具有一个PN结的三端负阻器件。广泛应用于各种振荡器,定时器和控制器电路中磁敏二极管磁敏二极管可以在较弱的磁场作用下,产生较高的输出电压,并随着磁场方向的改变同步输出变化的正、负电压。在磁力探测,电流测量,无触点开关,位移测量,转速测量,无刷直流电机的自动控制等方面得到广泛应用。温敏二极管在一定偏置电流下。西藏二极管模块现货整流二极管主要用于整流电路,即把交流电变换成脉动的直流电。
其中有一条就是温度高低变化时三极管的静态电流不能改变,即VT1基极电流不能随温度变化而改变,否则就是工作稳定性不好。了解放大器的这一温度特性,对理解VD1构成的温度补偿电路工作原理非常重要。2)三极管VT1有一个与温度相关的不良特性,即温度升高时,三极管VT1基极电流会增大,温度愈高基极电流愈大,反之则小,显然三极管VT1的温度稳定性能不好。由此可知,放大器的温度稳定性能不良是由于三极管温度特性造成的。2.三极管偏置电路分析电路中,三极管VT1工作在放大状态时要给它一定的直流偏置电压,这由偏置电路来完成。电路中的R1、VD1和R2构成分压式偏置电路,为三极管VT1基极提供直流工作电压,基极电压的大小决定了VT1基极电流的大小。如果不考虑温度的影响,而且直流工作电压+V的大小不变,那么VT1基极直流电压是稳定的,则三极管VT1的基极直流电流是不变的,三极管可以稳定工作。在分析二极管VD1工作原理时还要搞清楚一点:VT1是NPN型三极管,其基极直流电压高,则基极电流大;反之则小。3.二极管VD1温度补偿电路分析根据二极管VD1在电路中的位置,对它的工作原理分析思路主要说明下列几点:1)VD1的正极通过R1与直流工作电压+V相连。
许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。二极管简易直流稳压电路及故障处理二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简单,成本低,所以应用比较广。二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。二极管的管压降特性:二极管导通后其管压降基本不变,对硅二极管而言这一管压降是,对锗二极管而言是。如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。
外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。[5]当外加的反向电压高到一定程度时,PN结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。[5]二极管PN结形成原理P型半导体是在本征半导体(一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体)掺入少量三价元素杂质,如硼等。P型和N型半导体因硼原子只有三个价电子,它与周围的硅原子形成共价键,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空位,当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位,使硼原子成了不能移动的负离子,而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子,形成了空穴,但整个半导体仍呈中性。这种P型半导体中以空穴导电为主,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。[6]N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子,如磷等。掺入后,它与硅原子形成共价键,产生了自由电子。在N型半导体中,电子为多数载流子。光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。西藏二极管模块现货
利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。西藏二极管模块现货
对于常用的硅二极管而言导通后正极与负极之间的电压降为。根据二极管的这一特性,可以很方便地分析由普通二极管构成的简易直流稳压电路工作原理。3只二极管导通之后,每只二极管的管压降是,那么3只串联之后的直流电压降是×3=。3.故障检测方法检测这一电路中的3只二极管为有效的方法是测量二极管上的直流电压,如图9-41所示是测量时接线示意图。如果测量直流电压结果是,说明3只二极管工作正常;如果测量直流电压结果是0V,要测量直流工作电压+V是否正常和电阻R1是否开路,与3只二极管无关,因为3只二极管同时击穿的可能性较小;如果测量直流电压结果大于,检查3只二极管中有一只开路故障。图9-41测量二极管上直流电压接线示意图4.电路故障分析如表9-40所示是这一二极管电路故障分析:表9-40二极管电路故障分析5.电路分析细节说明关于上述二极管简易直流电压稳压电路分析细节说明如下。1)在电路分析中,利用二极管的单向导电性可以知道二极管处于导通状态,但是并不能说明这几只二极管导通后对电路有什么具体作用,所以只利用单向导电特性还不能够正确分析电路工作原理。2)二极管众多的特性中只有导通后管压降基本不变这一特性能够为合理地解释这一电路的作用。西藏二极管模块现货
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