二極管,(英語:Diode),電子元件當(dāng)中,一種具有兩個電極的裝置,只允許電流由單一方向流過,許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(VaricapDiode)則用來當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能。二極管*普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時(shí)阻斷(稱為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。晶體二極管為一個由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。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)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場和自建電場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),外界電場和自建電場進(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關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),pn結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對,產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。pn結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。 不同類型的二極管,如硅二極管和鍺二極管,具有不同的特性。BC848W
在電子技術(shù)飛速發(fā)展的如今,二極管作為基礎(chǔ)的電子元件,發(fā)揮著不可替代的作用。它仿佛電子世界的守護(hù)者,默默地守護(hù)著電路的安全。二極管是由半導(dǎo)體材料制成的電子器件,具有單向?qū)щ娦?。其重要特點(diǎn)是只允許電流在一個方向上流動,有效防止電流的反向流動,從而保護(hù)電路免受反向電壓的損害。這一特性使得二極管在各種電路中得以廣泛應(yīng)用。在交流電的世界里,二極管的作用尤為突出。當(dāng)交流電的正負(fù)半周到來時(shí),二極管能夠快速響應(yīng),確保電流始終沿著一個方向流動。這不僅簡化了電路設(shè)計(jì),還很大程度上提高了電路的效率和穩(wěn)定性。BC848W二極管的正向電壓降是評價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一。
二極管主要應(yīng)用:電子電路應(yīng)用幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管。半導(dǎo)體二極管在電路中的使用能夠起到保護(hù)電路,延長電路壽命等作用。半導(dǎo)體二極管的發(fā)展,使得集成電路更加優(yōu)化,在各個領(lǐng)域都起到了積極的作用。二極管在集成電路中的作用很多,維持著集成電路正常工作。下面簡要介紹二極管在以下四種電路中的作用。[6](1)開關(guān)電路在數(shù)字、集成電路中利用二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通或斷開,這一技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。開關(guān)二極管可以很好的保護(hù)的電路,防止電路因?yàn)槎搪返葐栴}而被燒壞,也可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)開關(guān)的功能。開關(guān)二極管還有一個特性就是開關(guān)的速度很快。這是傳統(tǒng)開關(guān)所無法比擬的。[6](2)限幅電路在電子電路中,常用限幅電路對各種信號進(jìn)行處理。它是用來讓信號在預(yù)置的電平范圍內(nèi),有選擇地傳輸一部分信號。大多數(shù)二極管都可作為限幅使用,但有些時(shí)候需要用到**限幅二極管,如保護(hù)儀表時(shí)。[6](3)穩(wěn)壓電路在穩(wěn)壓電路中通常需要使用齊納二極管,它是一種利用特殊工藝制造的面結(jié)型硅把半導(dǎo)體二極管,這種特殊二極管雜質(zhì)濃度比較高,空間電荷區(qū)內(nèi)的電荷密度大,容易形成強(qiáng)電場。當(dāng)齊納二極管兩端反向電壓加到某一值,反向電流急增,產(chǎn)生反向擊穿。
二極管*常見的功能是允許電流沿一個方向(稱為二極管的正向)通過,而沿相反的方向(反向)阻止電流通過。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線電接收機(jī)中的無線電信號提取調(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單的開關(guān)動作更為復(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),二極管對反向流動的高電阻突然降至低電阻??梢酝ㄟ^選擇半導(dǎo)體材料和制造過程中引入材料中的摻雜雜質(zhì)來定制半導(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)。 在數(shù)字電路中,二極管常用作開關(guān)元件,實(shí)現(xiàn)邏輯功能。
二極管是*常用的電子元件之一,它*的特性就是單向?qū)щ?,也就是電流只可以從二極管的一個方向流過,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?,可以把方向交替變化的交流電變換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。 在數(shù)字電路中,二極管常被用作邏輯門的基本組件,實(shí)現(xiàn)信號的邏輯運(yùn)算。74HC85DB
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。BC848W
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,在太陽能電池中,二極管可以用來提高電池的效率,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)會理解和掌握這一重要的電子器件。通過了解二極管的特性,我們可以更好地理解半導(dǎo)體技術(shù)的基本原理,為未來的科技發(fā)展打下基礎(chǔ)。BC848W