二極管主要分類:穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管,具有穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓管與普通二極管的主要區(qū)別在于,穩(wěn)壓管是工作在PN結(jié)的反向擊穿狀態(tài)。通過在制造過程中的工藝措施和使用時(shí)限制反向電流的大小,能保證穩(wěn)壓管在反向擊穿狀態(tài)下不會因過熱而損壞。穩(wěn)壓管與一般二極管不一樣,它的反向擊穿是可逆的,只要不超過穩(wěn)壓管電流的允許值,PN結(jié)就不會過熱損壞,當(dāng)外加反向電壓去除后,穩(wěn)壓管恢復(fù)原性能,所以穩(wěn)壓管具有良好的重復(fù)擊穿特性。光電二極管光電二極管又稱光敏二極管。它的管殼上備有一個玻璃窗口,以便于接受光照。其特點(diǎn)是,當(dāng)光線照射于它的PN結(jié)時(shí),可以成對地產(chǎn)生自由電子和空穴,使半導(dǎo)體中少數(shù)載流子的濃度提高,在一定的反向偏置電壓作用下,使反向電流增加。因此它的反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而線性增加。[4]當(dāng)無光照時(shí),光電二極管的伏安特性與普通二極管一樣。光電二極管作為光控元件可用于各種物體檢測、光電控制、自動報(bào)警等方面。當(dāng)制成大面積的光電二極管時(shí),可當(dāng)作一種能源而稱為光電池。此時(shí)它不需要外加電源,能夠直接把光能變成電能。[4]發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體固體顯示器件,簡稱LED。隨著科技的發(fā)展,新型二極管如肖特基二極管等不斷涌現(xiàn),為電子設(shè)備性能的提升提供了更多可能。HEF4094BTT-Q100J
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(shí),二極管導(dǎo)通,加上反向電壓時(shí),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(shí)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。 BUK9K5R1-30EX MOS(場效應(yīng)管) SOT1205二極管的工作溫度范圍對其性能和使用壽命有重要影響。
整流、開關(guān)二極管主要參數(shù):1)導(dǎo)通壓降VFVF為二極管正向?qū)〞r(shí)二極管兩端的壓降,當(dāng)通過二極管的電流越大,VF越大;當(dāng)二極管溫度越高時(shí),VF越小。(2)反向飽和漏電流IR(Reversecurrent)指在二極管兩端加入反向電壓時(shí),流過二極管的電流,該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。少子的漂移運(yùn)動導(dǎo)致的,盡量選擇該值小的二極管。(3)額定整流電流IF(Averageforwardcurrent)指二極管長期運(yùn)行時(shí),根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。這個是選取二極管電流的主要參數(shù)(4)**平均整流電流IO(RectifiedCurrent(Average),)在半波整流電路中,流過負(fù)載電阻的平均整流電流的**值。這個是整流電路比較看重的值。(5)**浪涌電流IFSM(PeakForwardSurgeCurren)允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流,而是瞬間電流,這個值相當(dāng)大。(6)**反向峰值電壓VRM(Non-RepetitivePeakReverseVoltage)避免擊穿所能加的**反向電壓,這個電壓是不重復(fù)的,是一個瞬態(tài)值。除了這個值外還有一個重復(fù)的反向峰值電壓VRRM,這個值是等于直流下的**反向電壓VR的。
二極管的伏安特性:二極管的伏安特性描述了其電壓與電流之間的關(guān)系。正向偏置時(shí),二極管導(dǎo)通,電流隨電壓的增加而迅速上升;反向偏置時(shí),二極管截止,只有很小的反向飽和電流。了解二極管的伏安特性對于正確使用和設(shè)計(jì)電路至關(guān)重要。二極管的溫度特性:二極管的工作性能受溫度影響較大。隨著溫度的升高,二極管的正向壓降會減小,反向飽和電流會增加。因此,在高溫環(huán)境下使用二極管時(shí),需要考慮其溫度特性,選擇合適的型號和散熱措施。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):反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時(shí),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(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某一數(shù)值時(shí),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(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極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(shí)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(shí),破壞了勢壘區(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,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。 當(dāng)二極管反向偏置時(shí),即正極接低電位,負(fù)極接高電位,二極管截止,電流很小。BTA10-600BWRG
二極管是一種常見的電子元件,具有單向?qū)щ娦?。HEF4094BTT-Q100J
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。 HEF4094BTT-Q100J