二極管導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合(電路接通),截止時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)打開(kāi)(電路切斷),所以二極管可作開(kāi)關(guān)用,常用型號(hào)為1N4148。由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?,在正偏壓下PN結(jié)導(dǎo)通,在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻很小,約為幾十至幾百歐;在反向偏壓下,則呈截止?fàn)顟B(tài),其電阻很大,一般硅二極管在10ΜΩ以上。高頻條件下,二極管的勢(shì)壘電容表現(xiàn)出來(lái)極低的阻抗,并且與二極管并聯(lián)。當(dāng)這個(gè)勢(shì)壘電容本身容值達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)嚴(yán)重影響二極管的開(kāi)關(guān)性能。極端條件下會(huì)把二極管短路,高頻電流不再通過(guò)二極管,而是直接繞路勢(shì)壘電容通過(guò),二極管就失效了。而開(kāi)關(guān)二極管的勢(shì)壘電容一般極小,這就相當(dāng)于堵住了勢(shì)壘電容這條路,達(dá)到了在高頻條件下還可以保持好的單向?qū)щ娦缘男Ч?二極管的正向電壓降是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一。TYN616RG
二極管的種類(lèi)與特點(diǎn):二極管種類(lèi)繁多,常見(jiàn)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(kāi)關(guān)電路;肖特基二極管具有低正向壓降和快速開(kāi)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(guò)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。BSP772T二極管在電路中起到穩(wěn)定電壓、保護(hù)其他元件的作用。
二極管的發(fā)明,無(wú)疑是電子科技的一大進(jìn)步。它的出現(xiàn),使得電路的設(shè)計(jì)變得更加靈活和高效。在數(shù)字電路中,二極管更是扮演著至關(guān)重要的角色,通過(guò)其開(kāi)關(guān)特性,實(shí)現(xiàn)了信息的傳輸和處理。同時(shí),隨著科技的不斷發(fā)展,二極管也在不斷更新?lián)Q代,性能更加優(yōu)越的新型二極管不斷涌現(xiàn),為電子行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。然而,二極管也有一些缺點(diǎn)。在使用過(guò)程中,我們也需要注意其工作電壓、電流等參數(shù)的限制,避免因操作不當(dāng)而導(dǎo)致的損壞。此外,對(duì)于不同類(lèi)型的二極管,其性能和應(yīng)用也有所不同,因此在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇和使用。
二極管的工作原理的理解,對(duì)于電子愛(ài)好者來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。它的重要結(jié)構(gòu)包括P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體,二者之間形成一個(gè)PN結(jié)。在PN結(jié)中,由于兩種半導(dǎo)體的特性差異,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)會(huì)阻止電流的自由流動(dòng)。然而,當(dāng)在二極管兩端施加足夠大的正向電壓時(shí),電場(chǎng)被克服,電流得以通過(guò);而施加反向電壓時(shí),電場(chǎng)加強(qiáng),電流幾乎無(wú)法通過(guò)。這種特性使得二極管在電路中能夠起到限流、穩(wěn)壓的作用,保護(hù)其他元件免受電流過(guò)大的損害。隨著科技的不斷發(fā)展,二極管的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。從一開(kāi)始的收音機(jī)、電視機(jī)等家電產(chǎn)品,到如今的計(jì)算機(jī)、手機(jī)等高科技產(chǎn)品,都離不開(kāi)二極管的身影。同時(shí),隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn),二極管的性能也在不斷提升。例如,某些特殊類(lèi)型的二極管具有更高的開(kāi)關(guān)速度、更低的功耗、更好的穩(wěn)定性等特點(diǎn),為電子設(shè)備的性能提升提供了有力支持。 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。
當(dāng)二極管正向偏置時(shí),即P區(qū)接正極,N區(qū)接負(fù)極,外部電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)方向相反。此時(shí),PN結(jié)變窄,多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),形成較大的擴(kuò)散電流,即正向電流。二極管導(dǎo)通,電阻很小,相當(dāng)于一根導(dǎo)線。反之,當(dāng)二極管反向偏置時(shí),PN結(jié)變寬,多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)被抑制,反向電流很小,二極管截止。這種特性使得二極管在電路中可以作為整流、檢波、穩(wěn)壓等應(yīng)用的關(guān)鍵元件。在現(xiàn)代電子電路中,二極管的應(yīng)用非常普遍。例如,在電源電路中,二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;在信號(hào)處理電路中,二極管可以檢波或調(diào)制信號(hào);在保護(hù)電路中,二極管可以防止電流反向流動(dòng),保護(hù)其他電子元件不受損壞。變?nèi)荻O管用于電子調(diào)諧、頻率變換等,是通信領(lǐng)域的好幫手。BTW69-200RG
二極管導(dǎo)通時(shí),電流主要從正極流向負(fù)極,表現(xiàn)出較低的電阻。TYN616RG
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。 TYN616RG