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]。它具有單向?qū)щ娦阅埽唇o二極管陽(yáng)極和陰極加上正向電壓時(shí),二極管導(dǎo)通。當(dāng)給陽(yáng)極和陰極加上反向電壓時(shí),二極管截止。因此,二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)[2]。二極管是早誕生的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用非常廣。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(duì)交流電整流、對(duì)調(diào)制信號(hào)檢波、限幅和鉗位以及對(duì)電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能[3]。無(wú)論是在常見(jiàn)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[3]。中文名二極管外文名Diode特性單向?qū)щ娦詰?yīng)用家用電器、工業(yè)控制電路等類別半導(dǎo)體器件組成材料硅、硒、鍺等目錄1結(jié)構(gòu)組成2工作原理?PN結(jié)形成原理?PN結(jié)單向?qū)щ娦?主要分類?點(diǎn)接觸型二極管?面接觸型二極管?平面型二極管?穩(wěn)壓管?光電二極管?發(fā)光二極管4特性參數(shù)?伏安特性?正向特性?反向特性?擊穿特性?反向電流?動(dòng)態(tài)電阻?電壓溫度系數(shù)?高工作頻率?大整流電流?高反向工作電壓5檢測(cè)方法?小功率晶體二極管?雙向觸發(fā)二極管?瞬態(tài)電壓抑制二極管?高頻變阻二極管?變?nèi)荻O管?單色。上海寅涵智能科技供應(yīng)西門(mén)康二極管SKKD162-16E;上海宏微二極管模塊
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]二極管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?。如果二極管沒(méi)有因電擊穿而引起過(guò)熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被長(zhǎng)久破壞,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。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí),外加電場(chǎng)使電子漂移速度加快,從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞,把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵,產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的電子-空穴被電場(chǎng)加速后又撞出其它價(jià)電子。北京艾賽斯整流二極管廠家直供上海寅涵智能科技專業(yè)供應(yīng)橋式整流二極管PWB130AA40歡迎咨詢。
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(chē)以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車(chē)以及大型機(jī)械中得到廣應(yīng)用。汽車(chē)以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車(chē)內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車(chē)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(chē)以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。[6](3)煤礦中的應(yīng)用由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長(zhǎng)、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件。[6](4)城市的裝飾燈在當(dāng)今繁華的商業(yè)時(shí)代,霓虹燈是城市繁華的重要標(biāo)志,但霓虹燈存在很多缺點(diǎn),比如壽命不夠長(zhǎng)等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢(shì),因?yàn)榘l(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長(zhǎng),還有節(jié)能、驅(qū)動(dòng)和控制簡(jiǎn)易、無(wú)需維護(hù)等特點(diǎn)。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果。
載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無(wú)論哪種擊穿,若對(duì)其電流不加限制,都可能造成PN結(jié)長(zhǎng)久性損壞。[5]二極管反向電流反向電流是指二極管在常溫(25℃)和高反向電壓作用過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管,在25℃時(shí)反向電流若為250uA,溫度升高到35℃,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75℃時(shí),它的反向電流已達(dá)8mA,不失去了單方向?qū)щ娞匦?,還會(huì)使管子過(guò)熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25℃時(shí)反向電流為5uA,溫度升高到75℃時(shí),反向電流也不過(guò)160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。[4]二極管動(dòng)態(tài)電阻二極管特性曲線靜態(tài)工作點(diǎn)附近電壓的變化與相應(yīng)電流的變化量之比。[4]二極管電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)指溫度每升高一攝氏度時(shí)的穩(wěn)定電壓的相對(duì)變化量。[4]二極管高工作頻率高工作頻率是二極管工作的上限頻率。因二極管與PN結(jié)一樣,其結(jié)電容由勢(shì)壘電容組成。所以高工作頻率的值主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。若是超過(guò)此值。則單向?qū)щ娦詫⑹苡绊?。上海寅涵智能科技是艾賽斯整流二極管專業(yè)進(jìn)口廠商,種類齊全,價(jià)格優(yōu)惠。
此時(shí)二極管VD1對(duì)級(jí)錄音放大器輸出的信號(hào)也沒(méi)有分流作用。3)當(dāng)電路中的錄音信號(hào)比較大時(shí),直流控制電壓Ui較大,使二極管VD1導(dǎo)通,錄音信號(hào)愈大,直流控制電壓Ui愈大,VD1導(dǎo)通程度愈深,VD1的內(nèi)阻愈小。4)VD1導(dǎo)通后,VD1的內(nèi)阻下降,級(jí)錄音放大器輸出的錄音信號(hào)中的一部分通過(guò)電容C1和導(dǎo)通的二極管VD1被分流到地端,VD1導(dǎo)通愈深,它的內(nèi)阻愈小,對(duì)級(jí)錄音放大器輸出信號(hào)的對(duì)地分流量愈大,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電平控制。5)二極管VD1的導(dǎo)通程度受直流控制電壓Ui控制,而直流控制電壓Ui隨著電路中錄音信號(hào)大小的變化而變化,所以二極管VD1的內(nèi)阻變化實(shí)際上受錄音信號(hào)大小控制。4.故障檢測(cè)方法和電路故障分析對(duì)于這一電路中的二極管故障檢測(cè)好的方法是進(jìn)行代替檢查,因?yàn)槎O管如果性能不好也會(huì)影響到電路的控制效果。當(dāng)二極管VD1開(kāi)路時(shí),不存在控制作用,這時(shí)大信號(hào)錄音時(shí)會(huì)出現(xiàn)聲音一會(huì)兒大一會(huì)兒小的起伏狀失真,在錄音信號(hào)很小時(shí)錄音能夠正常。當(dāng)二極管VD1擊穿時(shí),也不存在控制作用,這時(shí)錄音聲音很小,因?yàn)殇浺粜盘?hào)被擊穿的二極管VD1分流到地了。二極管限幅電路及故障處理二極管基本的工作狀態(tài)是導(dǎo)通和截止兩種,利用這一特性可以構(gòu)成限幅電路。上海寅涵智能科技專業(yè)供應(yīng)Microsemi美高森美二極管,歡迎咨詢。浙江艾賽斯可控硅二極管廠家直供
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3)從分流支路電路分析中要明白一點(diǎn):從級(jí)錄音放大器輸出的信號(hào),如果從VD1支路分流得多,那么流入第二級(jí)錄音放大器的錄音信號(hào)就小,反之則大。4)VD1存在導(dǎo)通與截止兩種情況,在VD1截止時(shí)對(duì)錄音信號(hào)無(wú)分流作用,在導(dǎo)通時(shí)則對(duì)錄音信號(hào)進(jìn)行分流。5)在VD1正極上接有電阻R1,它給VD1一個(gè)控制電壓,顯然這個(gè)電壓控制著VD1導(dǎo)通或截止。所以,R1送來(lái)的電壓是分析VD1導(dǎo)通、截止的關(guān)鍵所在。分析這個(gè)電路大的困難是在VD1導(dǎo)通后,利用了二極管導(dǎo)通后其正向電阻與導(dǎo)通電流之間的關(guān)系特性進(jìn)行電路分析,即二極管的正向電流愈大,其正向電阻愈小,流過(guò)VD1的電流愈大,其正極與負(fù)極之間的電阻愈小,反之則大。3.控制電路的一般分析方法說(shuō)明對(duì)于控制電路的分析通常要分成多種情況,例如將控制信號(hào)分成大、中、小等幾種情況。就這一電路而言,控制電壓Ui對(duì)二極管VD1的控制要分成下列幾種情況。1)電路中沒(méi)有錄音信號(hào)時(shí),直流控制電壓Ui為0,二極管VD1截止,VD1對(duì)電路工作無(wú)影響,級(jí)錄音放大器輸出的信號(hào)可以全部加到第二級(jí)錄音放大器中。2)當(dāng)電路中的錄音信號(hào)較小時(shí),直流控制電壓Ui較小,沒(méi)有大于二極管VD1的導(dǎo)通電壓,所以不足以使二極管VD1導(dǎo)通。上海宏微二極管模塊