開(kāi)關(guān)二極管工作特性:開(kāi)關(guān)二極管從截止(高阻狀態(tài))到導(dǎo)通(低阻狀態(tài))的時(shí)間叫開(kāi)通時(shí)間;從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫反向恢復(fù)時(shí)間;兩個(gè)時(shí)間之和稱(chēng)為開(kāi)關(guān)時(shí)間。一般反向恢復(fù)時(shí)間大于開(kāi)通時(shí)間,故在開(kāi)關(guān)二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復(fù)時(shí)間。開(kāi)關(guān)二極管的開(kāi)關(guān)速度是相當(dāng)快的,像硅開(kāi)關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒,即使是鍺開(kāi)關(guān)二極管,也不過(guò)幾百納秒。開(kāi)關(guān)二極管具有開(kāi)關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開(kāi)關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。二極管就是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線(xiàn)及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝,通過(guò)擴(kuò)散作用,將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱(chēng)為PN結(jié)。由P區(qū)引出的電極稱(chēng)為陽(yáng)極,N區(qū)引出的電極稱(chēng)為陰極。因?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦?,二極管導(dǎo)通時(shí)電流方向是由陽(yáng)極通過(guò)管子內(nèi)部流向陰極。 光電二極管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),是光通信的關(guān)鍵元件。STD7N52DK3 低壓MOS管
二極管就是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線(xiàn)及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝,通過(guò)擴(kuò)散作用,將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱(chēng)為PN結(jié)由P區(qū)引出的電極稱(chēng)為陽(yáng)極,N區(qū)引出的電極稱(chēng)為陰極。因?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦?,二極管導(dǎo)通時(shí)電流方向是由陽(yáng)極通過(guò)管子內(nèi)部流向陰極。二極管的電路符號(hào)如圖1所示。二極管有兩個(gè)電極,由P區(qū)引出的電極是正極,又叫陽(yáng)極;由N區(qū)引出的電極是負(fù)極,又叫陰極。三角箭頭方向表示正向電流的方向,二極管的文字符號(hào)用VD表示。二極管的主要原理就是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,在PN結(jié)上加上引線(xiàn)和封裝就成了一個(gè)二極管。晶體二極管為一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。[5]當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流。 安徽BAV99,235二極管肖特基二極管與整流器二極管在電路中起到穩(wěn)定電壓、保護(hù)其他元件的作用。
二極管PN結(jié)形成原理:P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體(一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼等。因硼原子只有三個(gè)價(jià)電子,它與周?chē)墓柙有纬晒矁r(jià)鍵,因缺少一個(gè)電子,在晶體中便產(chǎn)生一個(gè)空位,當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子獲得能量時(shí)就有可能填補(bǔ)這個(gè)空位,使硼原子成了不能移動(dòng)的負(fù)離子,而原來(lái)的硅原子的共價(jià)鍵則因缺少一個(gè)電子,形成了空穴,但整個(gè)半導(dǎo)體仍呈中性。這種P型半導(dǎo)體中以空穴導(dǎo)電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。[6]N型半導(dǎo)體形成的原理和P型原理相似。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價(jià)鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。[6]因此,在本征半導(dǎo)體的兩個(gè)不同區(qū)域摻入三價(jià)和五價(jià)雜質(zhì)元素,便形成了P型區(qū)和N型區(qū),根據(jù)N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的特性,可知在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差異,電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴(kuò)散,它們的擴(kuò)散使原來(lái)交界處的電中性被破壞。
二極管特性參數(shù):反向電流反向電流是指二極管在常溫(25℃)和*高反向電壓作用*,*過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩V档米⒁獾氖欠聪螂娏髋c溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管,在25℃時(shí)反向電流若為250μA,溫度升高到35℃,反向電流將上升到500μA,依此類(lèi)推,在75℃時(shí),它的反向電流已達(dá)8mA,不*失去了單方向?qū)щ娞匦?,還會(huì)使管子過(guò)熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25℃時(shí)反向電流*為5μA,溫度升高到75℃時(shí),反向電流也不過(guò)160μA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。[4]動(dòng)態(tài)電阻二極管特性曲線(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)附近電壓的變化與相應(yīng)電流的變化量之比。[4]電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)指溫度每升高一攝氏度時(shí)的穩(wěn)定電壓的相對(duì)變化量。[4]*高工作頻率*高工作頻率是二極管工作的上限頻率。因二極管與PN結(jié)一樣,其結(jié)電容由勢(shì)壘電容組成。所以**工作頻率的值主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。若是超過(guò)此值。則單向?qū)щ娦詫⑹苡绊?。[4]*大整流電流*大整流電流是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí),允許通過(guò)的*大正向平均電流值,其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱。 二極管在半導(dǎo)體技術(shù)中占據(jù)重要地位,推動(dòng)科技發(fā)展。
除了在電子設(shè)備中的應(yīng)用,二極管還在其他領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如,在太陽(yáng)能電池中,二極管可以用來(lái)提高電池的效率,將多余的電能轉(zhuǎn)化為熱能或光能。在電力系統(tǒng)中,二極管可以用來(lái)控制電流的大小和方向,保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。然而,盡管二極管的應(yīng)用如此普遍,但其工作原理卻并不復(fù)雜。這使得更多的人有機(jī)會(huì)理解和掌握這一重要的電子器件。通過(guò)了解二極管的特性,我們可以更好地理解半導(dǎo)體技術(shù)的基本原理,為未來(lái)的科技發(fā)展打下基礎(chǔ)。二極管是一種常見(jiàn)的電子元件,具有單向?qū)щ娦?。SFT1458
二極管具有單向?qū)щ娦?,它只允許電流從正極流向負(fù)極。STD7N52DK3 低壓MOS管
反向電流是指二極管在常溫(25℃)和**反向電壓作用下,*過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管,在25℃時(shí)反向電流若為250uA,溫度升高到35℃,反向電流將上升到500uA,依此類(lèi)推,在75℃時(shí),它的反向電流已達(dá)8mA,不*失去了單方向?qū)щ娞匦?,還會(huì)使管子過(guò)熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25℃時(shí)反向電流*為5uA,溫度升高到75℃時(shí),反向電流也不過(guò)160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。二極管特性曲線(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近電壓的變化與相應(yīng)電流的變化量之比。Fm是二極管工作的上限頻率。因二極管與PN結(jié)一樣,其結(jié)電容由勢(shì)壘電容組成。所以Fm的值主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。若是超過(guò)此值。則單向?qū)щ娦詫⑹苡绊?。αuz指溫度每升高一攝氏度時(shí)的穩(wěn)定電壓的相對(duì)變化量。 STD7N52DK3 低壓MOS管