二極管主要應(yīng)用:變?nèi)蓦娐吩谧內(nèi)蓦娐分谐S米內(nèi)荻O管來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)頻率控制、調(diào)諧、調(diào)頻以及掃描振蕩等。[6]工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)過(guò)多年來(lái)科學(xué)家們不懈努力,半導(dǎo)體二極管發(fā)光的應(yīng)用已逐步得到推廣,發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的指示燈、光纖通信用光源、各種儀表的指示器以及照明。發(fā)光二極管的很多特性是普通發(fā)光器件所無(wú)法比擬的,主要具有特點(diǎn)有:安全、高效率、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)牢固。因此,發(fā)光二極管是一種符合綠色照明要求的光源。[6]發(fā)光二極管在很多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,下面介紹幾點(diǎn)其主要應(yīng)用:(1)電子用品中的應(yīng)用發(fā)光二極管在電子用品中一般用作屏背光源或作顯示、照明應(yīng)用。從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源。[6](2)汽車以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車以及大型機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。汽車以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。PZU6.2BL
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)。BUK7Y7R2-60EX二極管的價(jià)格相對(duì)低廉,這使得它在電子制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
二極管*常見(jiàn)的功能是允許電流沿一個(gè)方向(稱為二極管的正向)通過(guò),而沿相反的方向(反向)阻止電流通過(guò)。這樣,二極管可以被視為止回閥的電子版本。這種單向行為稱為整流,用于將交流電(ac)轉(zhuǎn)換為直流電(dc)。整流器、二極管的形式可用于諸如從無(wú)線電接收機(jī)中的無(wú)線電信號(hào)提取調(diào)制之類的任務(wù)。但是,由于二極管具有非線性電流-電壓特性,因此其行為可能比這種簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為復(fù)雜。*當(dāng)在正向方向上存在一定的閾值電壓或切入電壓時(shí)(該二極管被稱為正向偏置的狀態(tài)),半導(dǎo)體二極管才開(kāi)始導(dǎo)電。正向偏置二極管兩端的電壓降*隨電流變化很小,并且是溫度的函數(shù)。此效果可用作溫度傳感器或參考電壓。此外,當(dāng)二極管兩端的反向電壓達(dá)到稱為擊穿電壓的值時(shí),二極管對(duì)反向流動(dòng)的高電阻突然降至低電阻。可以通過(guò)選擇半導(dǎo)體材料和制造過(guò)程中引入材料中的摻雜雜質(zhì)來(lái)定制半導(dǎo)體二極管的電流-電壓特性。這些技術(shù)用于創(chuàng)建執(zhí)行許多不同功能的**二極管。例如,二極管用于調(diào)節(jié)電壓(齊納二極管),保護(hù)電路免受高壓浪涌(雪崩二極管)的影響,對(duì)收音機(jī)和電視接收機(jī)進(jìn)行電子調(diào)諧(變?nèi)荻O管),以產(chǎn)生射頻振蕩(隧道二極管)、耿氏二極管、IMPATT二極管,并產(chǎn)生光(發(fā)光二極管)。
二極管特性參數(shù):反向特性外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí),通過(guò)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(guò)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娦浴H绻O管沒(méi)有因電擊穿而引起過(guò)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(guò)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。 二極管的正向電阻遠(yuǎn)小于反向電阻,這是其單向?qū)щ娦缘幕A(chǔ)。
二極管特性參數(shù):用來(lái)表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。[4]伏安特性二極管具有單向?qū)щ娦?,二極管的伏安特性曲線如圖2所示[5]。在二極管加有正向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極??;當(dāng)電壓超過(guò),電流開(kāi)始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開(kāi)啟電壓;當(dāng)電壓達(dá)到約,二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓,用符號(hào)UD表示[4]。對(duì)于鍺二極管,開(kāi)啟電壓為,導(dǎo)通電壓UD約為。在二極管加有反向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí),電流開(kāi)始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓,用符號(hào)UBR表示。不同型號(hào)的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏[4]。正向特性外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。[4]當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變。 二極管通過(guò)控制電流的通斷,實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備中的信號(hào)處理和邏輯運(yùn)算。PDZ18BGWJ封裝SOD123
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。PZU6.2BL
二極管的種類與特點(diǎn):二極管種類繁多,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。PZU6.2BL