二極管的基本原理:二極管是一種基本的電子元件,其重要特性是單向?qū)щ娦?。它由半?dǎo)體材料制成,通常是硅或鍺,內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)。當(dāng)正向偏置時(shí),即P區(qū)接正極、N區(qū)接負(fù)極,二極管導(dǎo)通,電流可以順暢通過;而反向偏置時(shí),二極管截止,幾乎不導(dǎo)電。這種特性使得二極管在整流、檢波、穩(wěn)壓等電路中發(fā)揮著重要作用。二極管的歷史發(fā)展:二極管的發(fā)明是電子學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑。早期的二極管采用礦石晶體或金屬觸點(diǎn),性能不穩(wěn)定。隨著半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)和研究,硅和鍺等半導(dǎo)體二極管逐漸取代了早期產(chǎn)品?,F(xiàn)代二極管制造工藝先進(jìn),體積小、性能穩(wěn)定,已成為電子設(shè)備中不可或缺的元件。二極管的小型化和集成化是電子元件發(fā)展的重要趨勢(shì)。BZX38450-C27X
二極管是一種電子元件,具有單向?qū)щ娦裕梢酝ㄟ^交流電,但是直流電無法通過。它是由半導(dǎo)體材料制成的,具有兩個(gè)端子,一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極。當(dāng)加正向電壓時(shí),即二極管端子上的電壓為正時(shí),電流可以自由通過,而當(dāng)加反向電壓時(shí),即二極管端子上的電壓為負(fù)時(shí),電流幾乎為零。二極管的主要應(yīng)用是整流、檢波和開關(guān)電路。二極管在整流電路中起著非常重要的作用。它可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,因?yàn)楫?dāng)加正向電壓時(shí),即二極管端子上的電壓為正時(shí),電流可以自由通過,而當(dāng)加反向電壓時(shí),即二極管端子上的電壓為負(fù)時(shí),電流幾乎為零。因此,在整流電路中,二極管可以控制電流的方向和大小,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。STPS340 肖特基二極管二極管還應(yīng)用于電源管理,有效提高了電源利用效率,降低了能耗。
二極管是*常用的電子元件之一,它*的特性就是單向?qū)щ姡簿褪请娏髦豢梢詮亩O管的一個(gè)方向流過,二極管的作用有整流電路,檢波電路,穩(wěn)壓電路,各種調(diào)制電路,主要都是由二極管來構(gòu)成的,其原理都很簡單,正是由于二極管等元件的發(fā)明,才有我們現(xiàn)在豐富多彩的電子信息世界的誕生。整流:利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈沖直流電。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。二極管正向?qū)ê?,它的正向壓降基本保持不變(硅管為,鍺管為)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號(hào)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、檢波在收音機(jī)中起檢波作用。6、變?nèi)菔褂糜陔娨暀C(jī)的高頻頭中。7、顯示用于VCD、DVD、計(jì)算器等顯示器上。8、穩(wěn)壓二極管實(shí)質(zhì)上是一個(gè)面結(jié)型硅二極管,穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)。在二極管的制造工藝上,使它有低壓擊穿特性。穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓恒定,在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻。
二極管檢測(cè)方法:小功率晶體二極管1.判別正、負(fù)電極(1)觀察外殼上的符號(hào)標(biāo)記。通常在二極管的外殼上標(biāo)有二極管的符號(hào),帶有三角形箭頭的一端為正極,另一端是負(fù)極。[7](2)觀察外殼上的色點(diǎn)。在點(diǎn)接觸二極管的外殼上,通常標(biāo)有極性色點(diǎn)(白色或紅色)。一般標(biāo)有色點(diǎn)的一端即為正極。還有的二極管上標(biāo)有色環(huán),帶色環(huán)的一端則為負(fù)極。[7](3)以阻值較小的一次測(cè)量為準(zhǔn),黑表筆所接的一端為正極,紅表筆所接的一端則為負(fù)極。(d)觀察二極管外殼,帶有銀色帶一端為負(fù)極。[7]2.檢測(cè)**反向擊穿電壓。對(duì)于交流電來說,因?yàn)椴粩嘧兓虼?*反向工作電壓也就是二極管承受的交流峰值電壓。[7]雙向觸發(fā)二極管將萬用表置于相應(yīng)的直流電壓擋,測(cè)試電壓由兆歐表提供。[8]測(cè)試時(shí),搖動(dòng)兆歐表,萬同樣的方法測(cè)出VBR值。**將VBO與VBR進(jìn)行比較,兩者的**值之差越小,說明被測(cè)雙向觸發(fā)二極管的對(duì)稱性越好。[8]瞬態(tài)電壓抑制二極管用萬用表測(cè)量管子的好壞對(duì)于單要極型的TVS,按照測(cè)量普通二極管的方法,可測(cè)出其正、反向電阻,一般正向電阻為4kΩ左右,反向電阻為無窮大。[8]對(duì)于雙向極型的瞬態(tài)電壓抑制二極管,任意調(diào)換紅、黑表筆測(cè)量其兩引腳間的電阻值均應(yīng)為無窮大,否則。 二極管具有單向?qū)щ娦?,是整流、開關(guān)電路的關(guān)鍵。
二極管特性參數(shù):反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時(shí),通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。[4]一般硅管的反向電流比鍺管小得多,小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級(jí),小功率鍺管在μA數(shù)量級(jí)。溫度升高時(shí),半導(dǎo)體受熱激發(fā),少數(shù)載流子數(shù)目增加,反向飽和電流也隨之增加。[4]擊穿特性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**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。[5]反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢(shì)壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時(shí),破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對(duì),致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢(shì)壘區(qū)寬度較寬,不容易產(chǎn)生齊納擊穿。[5]另一種擊穿為雪崩擊穿。 在電路中,二極管常被用作整流器,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。BTS442-D2
選擇合適的二極管對(duì)于電路的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。BZX38450-C27X
整流、開關(guān)二極管主要參數(shù):1)導(dǎo)通壓降VFVF為二極管正向?qū)〞r(shí)二極管兩端的壓降,當(dāng)通過二極管的電流越大,VF越大;當(dāng)二極管溫度越高時(shí),VF越小。(2)反向飽和漏電流IR(Reversecurrent)指在二極管兩端加入反向電壓時(shí),流過二極管的電流,該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。少子的漂移運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的,盡量選擇該值小的二極管。(3)額定整流電流IF(Averageforwardcurrent)指二極管長期運(yùn)行時(shí),根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。這個(gè)是選取二極管電流的主要參數(shù)(4)**平均整流電流IO(RectifiedCurrent(Average),)在半波整流電路中,流過負(fù)載電阻的平均整流電流的**值。這個(gè)是整流電路比較看重的值。(5)**浪涌電流IFSM(PeakForwardSurgeCurren)允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流,而是瞬間電流,這個(gè)值相當(dāng)大。(6)**反向峰值電壓VRM(Non-RepetitivePeakReverseVoltage)避免擊穿所能加的**反向電壓,這個(gè)電壓是不重復(fù)的,是一個(gè)瞬態(tài)值。除了這個(gè)值外還有一個(gè)重復(fù)的反向峰值電壓VRRM,這個(gè)值是等于直流下的**反向電壓VR的。 BZX38450-C27X