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本文摘要:二极管由管芯、管壳和两个电极包含。

二极管由管芯、管壳和两个电极包含。管芯就是一个PN结,在PN拢的两端各引向一个引线,后用塑料、玻璃或金属材料作为PCB外壳,就包含了晶体二极管,如下图右图。P区的引向的电极称作负极或阳极,N区的引向的电极称作负极或阴极。

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二极管的伏安特性半导体二极管的核心是PN结,它的特性就是PN拢的特性——单向导电性。经常利用伏安特性曲线来形象地叙述二极管的单向导电性。若以电压为横坐标,电流为纵坐标,用于图法把电压、电流的对应值用光滑的曲线连接起来,就包含二极管的伏安特性曲线,如下图右图(图中虚线为锗管的伏安特性,实线为硅管的伏安特性)。

下面对二极管伏安特性曲线加以解释:1.相反特性二极管两端特相反电压时,就产生相反电流,当相反电压较小时,相反电流大于(完全为零),这一部分称作杀区,适当的A(A′)点的电压称作杀区电压或门槛电压(也称之为阈值电压),硅管大约为0.5V,锗管大约为0.1V,如图中OA(OA′)段。当相反电压多达门槛电压时,相反电流就不会急遽地减小,二极管呈现出较小电阻而正处于导通状态。

这时硅管的于是以一行合压降大约为0.6~0.7V,锗管大约为0.2~0.3V,如图中AB(A′B′)段。二极管于是以一行通时,要特别注意它的相反电流无法多达最大值,否则将烧坏PN结。2.偏移特性二极管两端再加偏移电压时,在开始相当大范围内,二极管相等于十分大的电阻,偏移电流较小,且不随偏移电压而变化。此时的电流称作偏移饱和电流IR,闻图中OC(OC′)段。

3.偏移穿透特性二极管偏移电压特到一定数值时,偏移电流急遽减小,这种现象称作偏移穿透。此时对应的电压称作偏移穿透电压,用UBR回应,如图1.11中CD(C′D′)段。4.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,温度增高时二极管相反特性曲线向左移动,相反压降增大;偏移特性曲线向上移动,偏移电流减小。二极管的分类一、按半导体材料分类二极管按其用于的材料可分成锗(Ge)二极管、硅(Si)二极管、砷化镓(GaAs)二极管、磷化镓(GaP)二极管等。

二、按PCB形式分类二极管按其PCB形式可分成塑料二极管、玻璃二极管、金属二极管、片状二极管、无引线圆柱形二极管。三、按结构分类半导体二极管主要是依赖PN结而工作的。

与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列为一般的二极管的范围内。还包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:1、点接触型二极管点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再行通过电流法而构成的。因此,其PN拢的静电容量小,限于于高频电路。但是,与面结型相比较,点接触型二极管相反特性和偏移特性都劣,因此,无法用于于大电流和整流。

因为结构非常简单,所以价格便宜。对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用于范围很广的类型。

2、键型二极管键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而构成的。其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量略为有减少,但相反特性尤其优良。多作电源用,有时也被应用于检波和电源整流(不小于50mA)。

在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称之为金键型,熔接银丝的二极管有时被称作银键型。3、合金型二极管在N型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而构成的。

相反电压叛小,适合于大电流整流。因其PN结偏移时静电容量大,所以不适合于高频检波和高频整流。4、蔓延型二极管在高温的P型杂质气体中,冷却N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变为P型,以此法PN结。

因PN结相反电压叛小,限于于大电流整流。最近,用于大电流整流器的主流已由硅合金型移往到硅蔓延型。5、台面型二极管PN拢的制作方法虽然与蔓延型完全相同,但是,只保有PN结及其适当的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。其剩下的部分之后呈现出实施面形,因而故名。

初期生产的台面型,是对半导体材料用于蔓延法而做成的。因此,又把这种台面型称作蔓延台面型。对于这一类型来说,或许大电流整流用的产品型号很少,而小电流电源用的产品型号却很多。6、平面型二极管在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,蔓延P型杂质,利用硅片表面水解膜的屏蔽起到,在N型硅单晶片上仅有选择性地蔓延一部分而构成的PN结。

因此,不必须为调整PN结面积的药品生锈起到。由于半导体表面被制作得平坦,故而故名。

并且,PN融合的表面,因被水解膜覆盖面积,所以普遍认为为是稳定性好和寿命长的类型。最初,对于被用于的半导体材料是使用外延法构成的,故又把平面型称作外延平面型。对平面型二极管而言,或许用于于大电流整流用的型号很少,而作小电流电源用的型号则很多。

7、合金蔓延型二极管它是合金型的一种。合金材料是更容易被蔓延的材料。把无法制作的材料通过精妙地掺配杂质,就能与合金一起过蔓延,以便在早已构成的PN结中取得杂质的合理的浓度产于。此法限于于生产高灵敏度的变容二极管。

8、外延型二极管用外延面长的过程生产PN结而构成的二极管。生产时必须十分高超的技术。因能随便地掌控杂质的有所不同浓度的产于,故适宜于生产高灵敏度的变容二极管。

9、肖特基二极管基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的接触面上,用已构成的肖特基来挡住偏移电压。肖特基与PN拢的整流起到原理有根本性的差异。其耐压程度只有40V左右。

其特长是:电源速度十分慢:反向恢复时间trr尤其地短。因此,能制作电源二极和高压大电流整流二极管。

四、按用途分类1、检波用二极管检波主要是将高频信号中的低频信号检测,这一起到常常用作收音机中。就原理而言,从输出信号中放入调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线一般来说把输入电流大于100mA的叫检波。

锗材料点接触型、工作频率平均400MHz,相反压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似于点触型那样检波用的二极管,除用作检波外,还需要用作限幅、削波、调制、混频、电源等电路。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、整流用二极管由于二极管具备单向导电性,因此可将方向交错转换的交流电切换为单一方向的脉冲直流电,已完成整流的功能。就原理而言,从输出交流中获得输入的直流是整流。以整流电流的大小(100mA)作为界线一般来说把输入电流小于100mA的叫整流。

面结型,工作频率大于KHz,最低偏移电压从25伏至3000伏分A~X共22档。分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用作电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型。3、限幅用二极管由于在二极管两端特相反电压使其导通后,其相反压降基本维持恒定,因此其在电路中可以作为限幅元件,将信号的幅度容许在一定的范围内。大多数二极管能作为限幅用于。

也有象维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备尤其强劲的容许锐利振幅的起到,一般来说用于硅材料生产的二极管。也有这样的组件出售:依据容许电压必须,把若干个适当的整流二极管串联一起构成一个整体。

4、调制用二极管一般来说所指的是环形调制专用的二极管。就是相反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,但它们一般来说是必要作为调频用。

5、混频用二极管用于二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多使用肖特基型和点接触型二极管。6、缩放用二极管用二极管缩放,大体有依赖隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的缩放,以及用变容二极管的参量缩放。因此,缩放用二极管一般来说是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。

7、电源用二极管由于二极管具备单向导电性,在相反电压起到下电阻较小,相等于通路,类似于电源关上状态;而在偏移电压起到下电阻相当大,相等于断路,类似于电源开口状态。二极管具备的这种电源特性,使得其可以构成各种逻辑电路。有在小电流下(10mA程度)用于的逻辑运算和在数百毫安下用于的磁芯鼓舞用电源二极管。

小电流的电源二极管一般来说有点认识型和键型等二极管,也有在高温下还有可能工作的硅蔓延型、台面型和平面型二极管。电源二极管的特长是电源速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的电源二极管。2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面认识为高速开关电路用;用作电源、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流电源,相反压降小,速度快、效率高。

8、变容二极管可以通过对其产生偏移电压来转变其PN拢的静电容量,从而超过变容的功能,常常于电视机高频头的频道切换和回声电路。用作自动频率掌控(AFC)和回声用的小功率二极管称之为变容二极管。

日本厂商方面也有其它许多称谓。通过产生偏移电压,使其PN拢的静电容量发生变化。因此,被用于于自动频率掌控、扫瞄波动、调频和回声等用途。

一般来说,虽然是使用硅的蔓延型二极管,但是也可使用合金蔓延型、外延融合型、双重蔓延型等类似制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率尤其大。结电容随偏移电压VR变化,代替可变电容,用于回声电路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道切换和回声电路,多以硅材料制作。9、频率大幅提高用二极管对二极管的频率大幅提高起到而言,有依赖变容二极管的频率大幅提高和依赖阶跃(即急变)二极管的频率大幅提高。

频率大幅提高用的变容二极管称作星型电抗器,星型电抗器虽然和自动频率掌控用的变容二极管的工作原理完全相同,但电抗器的结构却能忍受大功率。阶跃二极管又被称作阶跃完全恢复二极管,从导通转换到重开时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变为重开的移往时间明显地短。如果对阶跃二极管产生正弦波,那么,因tt(移往时间)较短,所以输入波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。

10、稳压二极管稳压二极管是一种工作于偏移穿透状态的面结型硅二极管,在稳压电路中串入限流电阻,容许稳压二极管穿透后电流值,使得其穿透状态可以仍然维持下去。是替换稳压电子二极管的产品。被制作沦为硅的蔓延型或合金型。

是偏移穿透特性曲线急骤变化的二极管。作为掌控电压和标准电压用于而制作的。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按间隔10%,能区分成许多等级。

在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品。工作在偏移穿透状态,硅材料制作,动态电阻RZ较小,一般为2CW型;将两个有序二极管偏移串联以增加温度系数则为2DW型。

11、PIN型二极管(PINDiode)这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)结构的晶体二极管。PIN中的I是“本征”意义的英文略语。当其工作频率多达100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和“本征”层中的渡越时间效应,其二极管丧失整流起到而变为电阻元件,并且,其电阻值随偏置电压而转变。

在零偏置或直流偏移偏置时,“本征”区的电阻很高;在直流相反偏置时,由于载流子流经“本征”区,而使“本征”区呈现较低电阻状态。因此,可以把PIN二极管作为星型电阻元件用于。它经常被应用于高频电源(即微波电源)、后移互为、调制、限幅等电路中。


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