二極管在電子電路中起著至關(guān)重要的作用,主要作用包括:整流:利用二極管的單向?qū)щ娦?,可以將方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。這是二極管在電源電路中的常見應(yīng)用,通過整流,可以使得電路中的電流或電壓具有統(tǒng)一的極性。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)。因此,可以利用二極管的開關(guān)特性,組成各種邏輯電路,實(shí)現(xiàn)電路的開啟和關(guān)閉功能。二極管在整流電路中扮演關(guān)鍵角色,將交流電變?yōu)橹绷麟?。江蘇BAV99,235二極管肖特基二極管與整流器
二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件[1]。二極管有兩個電極,正極,又叫陽極;負(fù)極,又叫陰極,給二極管兩極間加上正向電壓時,二極管導(dǎo)通,加上反向電壓時,二極管截止。二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開關(guān)的接通與斷開[2]。二極管具有單向?qū)щ娦阅埽瑢?dǎo)通時電流方向是由陽極通過管子流向陰極。二極管是一開始誕生的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用非常多。特別是在各種電子電路中,利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進(jìn)行合理的連接,構(gòu)成不同功能的電路,可以實(shí)現(xiàn)對交流電整流、對調(diào)制信號檢波、限幅和鉗位以及對電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能[3]。無論是在常見的收音機(jī)電路還是在其他的家用電器產(chǎn)品或工業(yè)控制電路中,都可以找到二極管的蹤跡。 PTVS3V3P1UP SOD128二極管的發(fā)明推動了電子技術(shù)發(fā)展,是電路世界的重要基石。
整流、開關(guān)二極管主要參數(shù):(7)結(jié)電容Cj(Capacitancebetweenterminals)PN結(jié)之間形成的寄生電容,該電容影響著工作頻率和反向恢復(fù)時間,越小越好。(8)**工作頻率fM由于PN結(jié)的結(jié)電容存在,當(dāng)工作頻率超過某一值時,它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。?)正向恢復(fù)時間tfrtfr為二極管正向?qū)娏魉璧耐〝鄷r間,如下圖所示。當(dāng)一個快速上升的脈沖作用于二極管時,由于載流子積累,它不會立即進(jìn)入導(dǎo)電狀態(tài)。在tfr期間,二極管即使在正向也表現(xiàn)出高電阻。換句話說,tfr是電流向二極管陰極端擴(kuò)散所需的時間。tfr定義為在規(guī)定的正向電流(IF)下,正向電壓達(dá)到峰值并下降到VF的110%所需的時間,不同廠商定義不一樣。(10)反向恢復(fù)時間trr(Reverserecoverytime)開關(guān)二極管從導(dǎo)通狀態(tài)到完全關(guān)閉狀態(tài)所經(jīng)過的時間,一般取IR最大值的25%或10%那個時間點(diǎn),不同廠商定義不一樣。一般關(guān)斷后電子不能瞬間停止,有一定量的反向電流流過。其漏電流越大損耗也越大。二極管阻斷反向電流之前需要首先釋放結(jié)電容存儲的電荷,所以這個放電過程就帶來了反向恢復(fù)時間。
二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件[1]。二極管有兩個電極,正極,又叫陽極;負(fù)極,又叫陰極,給二極管兩極間加上正向電壓時,二極管導(dǎo)通,加上反向電壓時,二極管截止。二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開關(guān)的接通與斷開[2]。二極管具有單向?qū)щ娦阅?,?dǎo)通時電流方向是由陽極通過管子流向陰極。二極管是*早誕生的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用非常**。特別是在各種電子電路中,利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進(jìn)行合理的連接,構(gòu)成不同功能的電路,可以實(shí)現(xiàn)對交流電整流、對調(diào)制信號檢波、限幅和鉗位以及對電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能[3]。無論是在常見的收音機(jī)電路還是在其他的家用電器產(chǎn)品或工業(yè)控制電路中,都可以找到二極管的蹤跡。 深入了解二極管的工作原理,有助于更好地應(yīng)用它于實(shí)際電路中。
二極管的種類與特點(diǎn):二極管種類繁多,常見的有普通二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管(LED)等。普通二極管主要用于整流和開關(guān)電路;肖特基二極管具有低正向壓降和快速開關(guān)特性,適用于高頻電路;LED則能將電能轉(zhuǎn)化為光能,廣泛應(yīng)用于照明和顯示領(lǐng)域。二極管在整流電路中的應(yīng)用:整流電路是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路,二極管在其中起著關(guān)鍵作用。通過合理配置二極管,可以將交流電的負(fù)半周也轉(zhuǎn)換為正向電流,從而實(shí)現(xiàn)全波整流。整流二極管要求具有較低的正向壓降和較高的反向耐壓能力。選擇合適的二極管對于電路的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。RB751CS40
二極管具有快速響應(yīng)的特點(diǎn),使得它在高頻電路和信號處理中表現(xiàn)出色。江蘇BAV99,235二極管肖特基二極管與整流器
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,通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動所形成反向電流。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,小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時,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,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娦浴H绻O管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?*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,因勢壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價鍵結(jié)構(gòu),使價電子脫離共價鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對,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。 江蘇BAV99,235二極管肖特基二極管與整流器