1 二极管的基本原理及结构
半导体二极管，它是在PN结上加接触电极、引线和管壳封装而成的。按其结构，通常有点接触型和面结合型两类。点接触型适用于工作电流小、工作频率高的场合。面结合型适用于工作电流较大、工作频率较低的场合。 2 二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。普通二极管主要用于隔离、整流、箝位、温度补偿等用途。特殊二极管包括齐纳二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管、变容二极管、发光二极管、瞬态抑制二极管等。
3 二极管的伏安特性
半导体二极管的伏安特性曲线如图1所示。
图1 二极管的伏安特性曲线
3.1 正向特性
二极管两端加正向电压时,就产生正向电流,当正向电压较小时,正向电流极小（几乎为零）。 当正向电压超过门槛电压时，正向电流就会急剧地增大，二极管呈现很小电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V，锗管约为0.2~0.3V。
二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流IR。 当反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。此时对应的电压称为反向击穿电压。
3.3 温度对特性的影响
由于二极管的核心是一个PN结，它的导电性能与温度有关，温度升高时二极管正向特性曲线向左移动，正向压降减小，反向特性曲线向下移动，反向电流增大。
4半导体二极管的主要参数
4.1反向饱和漏电流IR
自动上料玉米脱粒机
指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的IR为纳安级，锗管的IR为微安级。
4.2最大正向电流If
指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的If值可达1000A。
4.3最大反向峰值电压Vrm
指二极管所能承受的最大反向电压。目前最高的Vrm值可达几千伏。
4.4最高工作频率 f
由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差，甚至失去二极管的单向导电特性。
4.5反向恢复时间Trr
当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上，一般要延迟一点时间，即为反向恢复时间。大功率二极管工作在高频开关状态时，此项指标极为重要。
4.6 最大功率P
二极管中有电流流过，就会发热，而使自身温度升高。最大功率P为加在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管，显得特别重要。
5 二极管的主要应用电路及参数选择
5.1普通二极管的主要用法
普通二极管主要用于隔离、整流、检波、续流、钳位、三极管温度补偿等。本文以隔离、整流、续流、三极管温度补偿为例进行重点介绍。
5.1.1用于隔离作用的二极管
图2 电源储能电路
如图2所示，为电源储能电路图，当电源瞬间断电时，由电容C1放电代替电源为负载R2供电。其中D1、蒸纱机D2、D3都是利用二极管的单向导电特性对反向电压进行阻断来实现电路功能。
二极管的关键参数选择：要求二极管正向压降尽量小，正向最大电流要大于负载的最大电流，反向耐压值要大于电源电压，反向漏电流尽量小。
5.1.2全波整流电路
图3 全波整流电路
如图3所示全波整流电路用于交流到直流转换，其原理也是利用二极管的单向导电特性。
二极管的关键参数选择：要求二极管正向压降尽量小，正向最大电流要大于负载的最大电
流。反向耐压值要大于输入端的最大峰值电压。对于高频交流信号的整流，要求恢复时间尽量小，需要选用具有高速开关特性的快恢复二极管或肖特基二极管。应答器电源入口的的整流二极管选用的就是肖特基二极管。
5.1.3 继电器线圈续流电路
如图4所示为继电器驱动电路，当三极管断开时，继电器线圈将产生高于电源电压数倍的反电势，电路中利用二极管的单向导电特性为线圈反电势提供泄放通路，避免反电势损坏三极管。
二极管的关键参数选择：正向电流大于电感线圈的放电电流，反向耐压大于电源电压，反向漏电流要小。
合金加工
图4 继电器驱动电路
5.1.4 二极管温度补偿电路
如图5所示，二极管在电路中起温度补偿作用，用于稳定放大电路的静态工作点。
图5 二极管温度补偿电路
其工作原理是：当温度升高时，三极管VT1的Vbe减小，导致Ib增大，而二极管V1的正向
压降随温度升高而降低，使得Ub下降，导致Ib减小。如果二极管V1与三极管VT1的温度特性相同，最终Ib基本不随温度变化。
二极管的关键参数选择：与所补偿的三极管温度特性相匹配。
5.2 特殊二极管的用法
5.2.1稳压二极管
稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管，其伏安特性与普通的二极管相似，但反向击穿曲线比较陡，当反向电压低于击穿值时，反向电阻很大，当反向电压高于击穿值时，反向电阻很小，电流迅速增大，但反向电压变化很小。而且稳压二极管的反向击穿是可逆的。利用这一特性可实现稳压作用。与其配合使用的电阻则起到限流作用。
自攻丝
图6 野营房二极管稳压电路
如图有起子6所示，利用5V稳压管将10V电源输入稳定为5V，电流被限定在10 mA。
稳压二极管的关键参数选择：额定功率大于电路中可能出现的最大功率。
5.2.2 TVS瞬态抑制二极管
TVS瞬态抑制二极管通常并联于信号输入输出端口，用于防止瞬时大电压的破坏。当TVS管两端经受瞬间的高电压冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高电压的冲击而损坏。TVS管强调的是瞬态响应，稳压二极管的响应时间通常要比TVS管慢。同时TVS管的功率较大，而稳压管的功率较小。
TVS 瞬态抑制二极管的参数选择：
首先确定被保护电路的最大工作电压， TVS管的额定反向关断电压应大于或等于被保护电路的最大工作电压，若选用的值太低，器件有可能进入雪崩状态或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
TVS管的最大箝位电压应小于被保护电路的损坏电压。
TVS管的最大峰值脉冲功率必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议