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二極管的種類、伏安特性和二極管的參數

二極管的種類:

二極管的種類、伏安特性和二極管的參數

形形色色的二極管

  二極管種類有很多,因為常見的半導體材料有矽和鍺,所以二極管從所用的半導體材料來分,可分為鍺二極管(Ge管)和矽二極管(Si管)。

  二極管從結構上就是一個PN結,按内部結構可以分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。關于它們的技術工藝,請參考有關二極管的資料,但從名稱上來講,點接觸型二極管隻允許通過較小的電流,适用于高頻小電流電路,如收音機的檢波等。面接觸型二極管的PN結面積較大,允許通過較大的電流,主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的矽二極管,它不僅能通過較大的電流,而且性能穩定可靠,多用于開關、脈沖及高頻電路中。

  根據二極管的用途,可分為檢波二極管、整流二極管、穩壓二極管、 開關二極管、隔離二極管、肖特基二極管、發光二極管、矽功率開關二極管、旋轉二極管等。

二極管的導電特性

  在許多書上,一直在講二極管的伏安特性,即二極管兩端電壓(電壓單位為伏)與通過二極管電流(電流的單位為安)之間的關系曲線。但是很多是純理論的知識,本站給出比較實際的解釋說明:

二極管的種類、伏安特性和二極管的參數

二極管的伏安特性曲線

  1 二極管的正向特性:

二極管的種類、伏安特性和二極管的參數
二極管加上正向電壓圖

  當二極管的陽極(P區)接電源的正極(高電位),二極管的陰極(N區)接電源負極(低電位),稱為二極管正向偏置。

  設外加電壓U是可以調整的,當外加電壓小于0.5V(對于矽管)時,二極管處于截止狀态,電路基本沒有電流。這個電壓稱為二極管的死區電壓,對于矽管,死區電壓為0.5V,對于鍺管,死區電壓為0.1V。

  當外加電壓大于死區電壓0.5V(矽管)後,二極管正向導通,此時二極管存在着正向壓降,對于矽管,正向壓降約為0.6V,即電阻R上電壓UL比電源電壓U小約0.6V,而用電壓表測量二極管電壓UD約為0.6V。

  當二極管正向導通後,流過電阻R的電流為電阻端電壓UL與電阻R的比值。二極管相當于一個閉合的開關,隻是存在着一個約0.6V的電壓降(對于矽管)。

  注:鍺管的正向電壓降為0.2V-0.3V,所以,若比較電壓降,鍺管的性能比矽管好。

  2 二極管的反向特性:

二極管的種類、伏安特性和二極管的參數
二極管加上反向電壓圖

  當二極管的陰極(N區)接電源的正極(高電位),二極管的陽極(P區)接電源負極(低電位),稱為二極管反向偏置。

  二極管外加反向電壓時,二極管處于截止狀态,此時,通過電阻R隻有很小的電流,這個電流稱為漏電流,這人反向的漏電流越小越好。

  當外加電壓U達到一定時,通過電阻R的電流突然增加,此時,二極管處于擊穿狀态。這個電壓稱為反向擊穿電壓。用UBR表示。反向擊穿有兩種類型:

  (1)電擊穿:PN結未損壞,斷電即恢複。

  (2)熱擊穿:PN結燒毀。

  電擊穿是可逆的,反向電壓降低後二極管仍恢複正常。因此,電擊穿往往被人們所利用,如穩壓管。而熱擊穿則是電擊穿時沒有采取适當的限流措施,導緻電流大,電壓高,使管子過熱造成永久性損壞。因此,工作時應避免二極管的熱擊穿。

二極管的主要參數

  依據二極管的工作特性和工作狀态,二極管的主要參數有:

  1 最大整流電流:當二極管處于正向導通狀态時,允許通過的最大平均電流。在使用中,若二極管正向導通通過的電流過大,可能造成二極管的損壞。

  2 最高反向工作電壓:指二極管運行時允許承受的最高反向電壓。

  3. 反向漏電流:二極管加上反向電壓截止時,存在的漏電電流大小。

  4. 最高工作頻率:此參數主要由PN結的結電容決定,結電容越大,二極管允許的最高工作頻率越低。

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