二极管

1概念:二极管又称晶体二极管,简称二极管。二极管是一块P型半导体和一块N型半导体紧密的结合在一起而构成的。在P型与N型半导体上各加一根引线,然后进行封装,便构成一个二极管。
2、二极管主要性能参数:1二极管的特性、2二极管的分类、3二极管的型号、4最大正向电流5反向直流电流、6门槛电压7二极管的PN结、8二极管的标识、9二极管的正负极性识别方法、10二极管的检测、11常用二极管的电路符号、12稳压管与普通二极管的区分的方法、13典型应用电路
导电特性
  二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
  1)正向特性:在电子电路中将二极管的正极接在高端电位上,负极接在低端电位上,二极管就会导通,这种连接方式称为“正向偏置”。必须说明,当加在二极管两端的电压很小时,二极管是不能导通的,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一
数值(这一数值称为“门槛电压”锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.2 ~ 0.3V,硅管约为0.5 ~ 0.7V )称为二极管的正向压降。
反向特性:在电子电路中,二极管的正极接在低端电位上,负极接在高端电位上,此时二极管中几乎没有电流通过,此时二极管处于无截止状态,这种连接方式称为“反向偏置”二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为“漏电流”当二极管两端的反向电压增大到某一数值时,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电性能,这种状态称为二极管的击穿。
2)二极管的分类:二极管的种类很多,如按使用的材料可以分为锗管和硅管两大类。两者性能区别在于:锗管正向压降比硅管小(锗管约为0.2 ~ 0.3V,硅管约为0.5 ~ 0.7V)锗管的反向漏电流比硅管大(锗管约几百UA,硅管约为小于1UA);锗管的PN结可以承受的温度比硅管低(锗管约为1000C,硅管约为2000C).
根据用途分类
1、检波用二极管
就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
2、整流用二极管
整流二极管多用硅半导体制成利用PN结的单向导电性把交流变成脉冲直流,即整流.
3、限幅用二极管
大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。
4、调制用二极管
通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。
5、放大用二极管
用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。
7发光二极管
磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低(一般为1.5V—3V),工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单光。发光二极管主要用于指示,可组成数字或符号的LED数码管。
8、稳压二极管:稳压二极管利用二极管反向击穿时,两端电压不变的原理来实现稳压,限幅,过载保护,广泛应用于稳压电源装置中。
9、开关二极管:开关二极管利用正向偏压时二极管电阻很小,反向偏压时电阻很大的单向
导电性,在电路中对电流进行控制,起到接通或关闭的开关作用。
打印头校准4)二极管的型号:根据国际GB249-1974规定,半导体二极管的型号有五部分组成,第一部分:用数字“2”表示二极管
            第二部分:材料和极性,用字母表示
            第三部分:类型,用字母表示
            第四部分:序号,用数字表示
            第五部分:规格,用字母表示
5最大正向电流:最大正向电流是在二极管不损坏的情况下,可以通过的最大正向平均电流。最大正向电流的决定因素是PN结的面积大小、材料和散热条件。一般PN结的面积越大,最大正向电流越大。
6)反向直流电流:反向直流电流反映的是二极管的单向导电性能的好坏,一个二极管的反向直流电流越小,它的单向导电性能越好。
7)门槛电压:门槛电压是指二极管的输入电压超过多少,二极管的电流激增、电阻减少;低于这个电压,二极管就不能导通。这就像一道门槛,电压超过多少才能发生什么变化,所以又叫门槛电压。
房产电商(8)二极管的PN结:PN结,采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。表明正荷子与负荷子起作用的特点。一块单晶半导体中 ,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ,由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。
(9)P型半导体(Ppositive,带正电的):由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成,会在半导体内部形成带正电的空穴
  N型半导体(Nnegative,带负电的):由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成,会在半导体内部形成带负电的自由电子。
  在P型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向渗透汽化膜N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合,载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区。P 型半导体一边的空间电荷是负离子,N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散,达到平衡。
  在PN结上外加一电压,如果P型一边接正极,N型一边接负极,电流便从P型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极,P型一边接负极,则空穴和电子都向远离界面的方向运动,使空间电荷区变宽,电流不能流过。这就是PN结的单向导电性。
PN结加反向电压时,空间电荷区变宽,区中电场增强。反向电压增大到一定程度时,反向电流将突然增大。如果外电路不能限制电流,则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称击穿电压。基本的击穿机构有两种,即隧道击穿(也叫齐纳击穿)和雪崩击
穿,前者击穿电压小于6V,有负的温度系数,后者击穿电压大于6V,有正的温度系数。PN结加反向电压时,空间电荷区中的正负电荷构成一个电容性的器件。它的电容量随外加电压改变。
    由于制做工艺的不同,二极管可分为点接触型和面接触型两类。点接触型二极管的结构如图所示。点接触型二极管由于金属触丝与半导体的接触面很小,故只能通过较小的电流,但能够在较高的频率下工作,多用于检波电路。
      面接触型二极管由于P型与N型半导体的接触面较大,便可以通过较大的电流,但由于结电容较大,工作频率较低,故不能用于检波,适用于整流等电路。面接触型二极管如图所示。
10)二极管的标识:
常用的1N4000系列二极管耐压比较如下:
型号 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007
耐压(V 50 100 200 400 600 800 1000
电流(A 均为1
常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:
织物整理剂 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761
稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V
IN5100 IN5102 IN5103 IN5104 IN5105 IN5106 IN5107 IN5108
50 100 200 300 400 500 600 800 1000
IN5200 IN5201 IN5202 IN5203 IN5204 IN5205 IN5206 IN5207 IN5208
50 100 200 300 400 500 600 800 1000
IN5400 IN5401 IN5402 IN5403 IN5404 IN5405 IN5406 IN5407 IN5408
50 100 200 300 400 500 600 800 1000
11药用复合膜二极管的正负极性识别方法:首先小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多数用一种圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极)
,发光二极管的正负极可从引脚的长短来识别,长脚为正,短脚为负。其次当二极管标志不清楚时,可以用万用表来判断。将万用表的两只表笔分别接触二极管的两个电极,若测出的电阻约为几十、几百欧或几千欧,则黑表笔接触的电极为二极管的正极,红表笔所接触的电极为二极管的负极;若测出的电阻约为几十千欧或几百千欧,则黑表笔所接触的电极为二极管的负极,红表笔所接触的电极为二极管的正极
12蒸汽吸尘器)二极管的检测:见课本P41     
(13)稳压管与普通二极管的区分的方法                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

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