美隆開關(guān)二極管 0603 CD4148WTP 75V

    二極管的特性與應(yīng)用是什么？




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    二極管的特性與應(yīng)用




    幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。




    二極管的工作原理




    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p-n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，由于p-n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，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，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，p-n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。




    二極管的類型




    二極管種類有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺管（Ge管）和硅管（Si管）。根據(jù)其不同用途，可分為檢波管、整流管、穩(wěn)壓管、開關(guān)管、隔離管、發(fā)光管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型管、面接觸型管及平面型管。點(diǎn)接觸型管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等。面接觸型管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型管是一種特制的硅管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。




    二極管的導(dǎo)電特性




    最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實(shí)驗(yàn)說明的正向特性和反向特性。




    1.正向特性。




    在電子電路中，將正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在兩端的正向電壓很小時，仍然不能導(dǎo)通，流過正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。




    2.反向特性。




    在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時中幾乎沒有電流流過，此時處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過，稱為漏電流。當(dāng)兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為擊穿。




    二極管的主要參數(shù)




    用來表示的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的有不同的特性參數(shù)。對初學(xué)者而言，必須了解以下幾個主要參數(shù)：




    1、額定正向工作電流




    是指長期連續(xù)工作時允許通過的正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以，使用中不要超過額定正向工作電流值。例如，常用的IN4001－4007型鍺的額定正向工作電流為1A。




    2、反向工作電壓




    加在兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰Α榱吮ＷC使用安全，規(guī)定了反向工作電壓值。例如，IN4001反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。




    3、反向電流




    反向電流是指在規(guī)定的溫度和反向電壓作用下，流過的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩Ｖ档米⒁獾氖欠聪螂娏髋c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，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時反向電流僅為5uA，溫度升高到75時，反向電流也不過160uA。




    二極管的識別



    小功率的N極（負(fù)極），在外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些也用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極）,也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定極性的。發(fā)光管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)。用數(shù)字式萬用表去測時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時測得的阻值才是正向?qū)ㄗ柚担@與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。
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