雙基極的檢測
1.電極的判別將萬用表置于R×1k檔,用兩表筆測量雙基極二極管三個(gè)電極中任意兩個(gè)電極間的正反向電阻值,會測出有兩個(gè)電極之間的正、反向電阻值均為2~10kΩ,這兩個(gè)電極即是基極B1和基極B2,另一個(gè)電極即是發(fā)射極E。再將黑表筆接發(fā)射極E,用紅表筆依次去接觸另外兩個(gè)電極,一般會測出兩個(gè)不同的電阻值。有阻值較小的一次測量中,紅表筆接的是基極B2,另一個(gè)電極即是基極B1。 2.性能好壞的判斷雙基極二極管性能的好壞可以通過測量其各極間的電阻值是否正常來判斷。用萬用表R×1k檔,將黑表筆接發(fā)射極E,紅表筆依次接兩個(gè)基極(B1和B2),正常時(shí)均應(yīng)有幾千歐至十幾千歐的電阻值。再將紅表筆接發(fā)射極E,黑表筆依次接兩個(gè)基極,正常時(shí)阻值為無窮大。 雙基極二極管兩個(gè)基極(B1和B2)之間的正、反向電阻值均為2~10kΩ范圍內(nèi),若測得某兩極之間的電阻值與上述正常值相差較大時(shí),則說明該二極管已損壞。
(十一)橋堆的檢測
1.全橋的檢測大多數(shù)的整流全橋上,均標(biāo)注有“ ;”、“-”、“~”符號(其中“ ;”為整流后輸出電壓的正極,“-”為輸出電壓的負(fù)極,“~”為交流電壓輸入端),很容易確定出各電極。Rac電子資料網(wǎng) 檢測時(shí),可通過分別測量“ ;”極與兩個(gè)“~”極、“-”極與兩個(gè)“~”之間各整流二極管的正、反向電阻值(與普通二極管的測量方法相同)是否正常,即可判斷該全橋是否已損壞。若測得全橋內(nèi)鞭只二極管的正、反向電阻值均為0或均為無窮大,則可判斷該二極管已擊穿或開路損壞。 2.半橋的檢測半橋是由兩只整流二極管組成,通過用萬用表分別測量半橋內(nèi)部的兩只二極管的正、反電阻值是否正常,即可判斷出該半橋是否正常。
(十二)高壓硅堆檢測
高壓硅堆內(nèi)部是由多只高壓整流二極管(硅粒)串聯(lián)組成,檢測時(shí),可用萬用表的R×10k檔測量其正、反向電阻值。正常的高壓硅堆,其正向電阻值大于200kΩ,反向電阻值為無窮大。若測得其正、反向均有一定電阻值,則說明該高壓硅堆已軟擊穿損壞。
(十三)變阻的檢測
用萬用表R×10k檔測量變阻二極管的正、反向電阻值,正常的高頻變阻二極管的正向電阻值(黑表筆接正極時(shí))為4.5~6kΩ,反向電阻值為無窮大。若測得其正、反向電阻值均很小或均為無窮大,則說明被測變阻二極管已損壞。
(十四)肖特基的檢測
二端型肖特基二極管可以用萬用表R×1檔測量。正常時(shí),其正向電阻值(黑表筆接正極)為2.5~3.5Ω,投向電阻值為無窮大。若測得正、反電阻值均為無窮大或均接近0,則說明該二極管已開路或擊穿損壞。 三端型肖特基二極管應(yīng)先測出其公共端,判別出共陰對管,還是共陽對管,然后再分別測量兩個(gè)二極管的正、反向電阻值。正向特性測試 把萬用表的黑表筆(表內(nèi)正極)搭觸二極管的正極,紅表筆(表內(nèi)負(fù)極)搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間,這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻,一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值,說明管芯短路損壞,若正向電阻接近無窮大值,說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。
反向特性測試
把萬用表的紅表筆搭觸二極管的正極,黑表筆搭觸二極管的負(fù)極,若表針指在無窮大值或接近無窮大值,二極管就是合格的。
晶體二極管固態(tài)電子器件中的半導(dǎo)體兩端器件。這些器件主要的特征是具有非線性的電流-電壓特性。此后隨著半導(dǎo)體材料和工藝技術(shù)的發(fā)展,利用不同的半導(dǎo)體材料、摻雜分布、幾何結(jié)構(gòu),研制出結(jié)構(gòu)種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極管。制造材料有鍺、硅及化合物半導(dǎo)體。晶體二極管可用來產(chǎn)生、控制、接收、變換、放大信號和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換等。
⒈點(diǎn)接觸型二極管
點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后,再通過電流法而形成的。因此,其PN結(jié)的靜電容量小,適用于高頻電路。但是,與面結(jié)型相比較,點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大電流和整流。因?yàn)闃?gòu)造簡單,所以價(jià)格便宜。對于小信號的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言,它是應(yīng)用范圍較廣的類型。
⒉鍵型二極管
鍵型二極管是在鍺或硅的單晶片上熔接金或銀的細(xì)絲而形成的。其特性介于點(diǎn)接觸型二極管和合金型二極管之間。與點(diǎn)接觸型相比較,雖然鍵型二極管的PN結(jié)電容量稍有增加,但
發(fā)光二極管
正向特性特別優(yōu)良。多作開關(guān)用,有時(shí)也被應(yīng)用于檢波和電源整流(不大于50mA)。在鍵型二極管中,熔接金絲的二極管有時(shí)被稱金鍵型,熔接銀絲的二極管有時(shí)被稱為銀鍵型。
⒊合金型二極管
在N型鍺或硅的單晶片上,通過合金銦、鋁等金屬的方法制作PN結(jié)而形成的。正向電壓降小,適于大電流整流。因其PN結(jié)反向時(shí)靜電容量大,所以不適于高頻檢波和高頻整流。
⒋擴(kuò)散型二極管
在高溫的P型雜質(zhì)氣體中,加熱N型鍺或硅的單晶片,使單晶片表面的一部變成P型,以此法PN結(jié)。因PN結(jié)正向電壓降小,適用于大電流整流。最近,使用大電流整流器的主流已由硅合金型轉(zhuǎn)移到硅擴(kuò)散型。
⒌臺面型二極管
PN結(jié)的制作方法雖然與擴(kuò)散型相同,但是,只保留PN結(jié)及其必要的部分,把不必要的部分用腐蝕掉。其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺面形,因而得名。初期生產(chǎn)的臺面型,是對半導(dǎo)體材料使用擴(kuò)散法而制成的。因此,又把這種臺面型稱為擴(kuò)散臺面型。對于這一類型來說,似乎大電流整流用的產(chǎn)品型號很少,而小電流開關(guān)用的產(chǎn)品型號卻很多。
⒍平面型二極管
在半導(dǎo)體單晶片(主要地是N型硅單晶片)上,擴(kuò)散P型雜質(zhì),利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅單晶片上僅選擇性地?cái)U(kuò)散一部分而形成的PN結(jié)。因此,不需要為調(diào)整PN結(jié)面積的腐蝕作用。由于半導(dǎo)體表面被制作得平整,故而得名。并且,PN結(jié)合的表面,因被氧化膜覆蓋,所以公認(rèn)為是穩(wěn)定性好和壽命長的類型。最初,對于被使用的半導(dǎo)體材料是采用外延法形成的,故又把平面型稱為外延平面型。對平面型二極管而言,似乎使用于大電流整流用的型號很少,而作小電流開關(guān)用的型號則很多。
⒎合金擴(kuò)散型二極管
它是合金型的一種。合金材料是容易被擴(kuò)散的材料。把難以制作的材料通過巧妙地?fù)脚潆s質(zhì),就能與合金一起過擴(kuò)散,以便在已經(jīng)形成的PN結(jié)中獲得雜質(zhì)的恰當(dāng)?shù)臐舛确植肌4朔ㄟm用于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。
⒏外延型二極管
用外延面長的過程制造PN結(jié)而形成的二極管。制造時(shí)需要非常高超的技術(shù)。因能隨意地控制雜質(zhì)的不同濃度的分布,故適宜于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。
⒈檢波用二極管
就原理而言,從輸入信號中取出調(diào)制信號是檢波,以整流電流的大?。?/span>100mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz,正向壓降小,結(jié)電容小,檢波效率高,頻率特性好,為2AP型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極管,除用于
一般二極管
檢波外,還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。
⒉整流用二極管
整流二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié),外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。其管性大小隨整流管的參數(shù)而異。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單項(xiàng)導(dǎo)電性,將交流電變?yōu)橹绷麟?。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結(jié)面積大、結(jié)電容大,但工作頻率低。2CP系列管殼用于小電流整流。
⑴最大整流電流
是指整流二極管長時(shí)間工作所允許通過的最大電流值。
⑵最高反向工作電壓
它是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定的電壓所允許的值。如超過這個(gè)允許值,整流管就可能擊穿。
⑶最大反向電流
它是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時(shí),允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?/span>
⑷最高工作頻率
它是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時(shí),必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向?qū)щ娦允苡绊憽?/span>
⒊限幅用二極管
大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也
二極管
有這樣的組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個(gè)整體。
⒋調(diào)制用二極管
通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途,但它們通常是直接作為調(diào)頻用。
⒌混頻用二極管
使用二極管混頻方式時(shí),在500~10,000Hz的頻率范圍內(nèi),多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。
⒍放大用二極管
用二極管放大,大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大,以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻O管。
⒎開關(guān)用二極管
開關(guān)二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦?,在半?dǎo)體PN結(jié)加上正向偏壓后,在導(dǎo)通狀態(tài)下,電阻很?。◣资綆装贇W);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100M歐以上)。利用開關(guān)二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關(guān)斷的作用,成為一個(gè)理想的電子開關(guān)。開關(guān)二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關(guān)速度很快。
常用開關(guān)二極管可分為小功率和大功率管形。小功率開關(guān)二極管主要使用于電視機(jī)、收錄機(jī)及其他電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路高頻高速脈沖整流電路等。主要型號有2AK系列(用于中速開關(guān)電路)、2CK系列(硅平面開關(guān),適用于高速開關(guān)電路)等。合資生產(chǎn)的小功率開關(guān)管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。打功率開關(guān)二極管主要用于各類大功率電源作續(xù)流、高頻整流、橋式整流及其它開關(guān)電路。主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關(guān)二極管(采用國外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的、型號相同)等。
主要參數(shù):
⑴最高反向電壓:指在變?nèi)荻O管兩端的反向電壓不能超過的允許值
⑵反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變?nèi)荻O管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
⑶結(jié)電容
指在一特定反向偏壓下,變?nèi)荻O管內(nèi)部PN結(jié)的電容。
⑷結(jié)電容變化范圍
指反向電壓從零伏變化到某一值時(shí),結(jié)電容變化的范圍。
⑸品質(zhì)因數(shù)(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質(zhì)因數(shù)Q。變?nèi)荻蟾哂袃?nèi)部電容,同樣具有一定的Q值。并且大多數(shù)變?nèi)荻O管具有很高的Q值。由于變?nèi)莨艿碾娙萘颗c反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加二增加。
⒐頻率倍增用二極管
對二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同,但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短,因此,其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。
⒑穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電子設(shè)備電路中,起穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩(wěn)壓作用是通過二極管的PN結(jié)反向擊穿后使其兩端電壓變化很
穩(wěn)壓二極管
小,基本維持一個(gè)恒定值來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)反向電壓小于擊穿電壓時(shí),反向電流很??;當(dāng)反向擊穿電壓接近擊穿電壓時(shí)反向電流劇增。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿前的導(dǎo)電特性于普通整流、檢波二極管像是;在擊穿電壓下,只有限制其通過的電流(不超過額定值),它是可以安全工作在反向擊穿狀態(tài)下的。其管子兩端電壓基本保持不變,起到了穩(wěn)壓的作用。
主要參數(shù):
⑴最大工作電流
是指穩(wěn)壓二極管長時(shí)間工作時(shí),允許通過的最大反向電流值。在使用穩(wěn)壓二極管時(shí),其工作電流不能超過這個(gè)數(shù)值,否則,可能會把穩(wěn)壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過穩(wěn)壓管的電流不超過允許值。
⑵穩(wěn)定電壓
穩(wěn)壓二極管在起穩(wěn)定作用的范圍內(nèi),其兩端的反向電壓值,稱為穩(wěn)定電壓。不同型號的穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)定電壓是不同的。
⑶動態(tài)電阻
穩(wěn)壓二極管在直流電壓的基礎(chǔ)上,再加上一個(gè)增量電壓,穩(wěn)壓二極管就會有一個(gè)增量電流。增量電壓于增量電流的比值,就是穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻。動態(tài)電阻反映了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性,其值越小,穩(wěn)壓管性能越好。
⒒發(fā)光二極管
發(fā)光二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié),而且具有晶體管的通性,即單向?qū)щ娦?。?dāng)發(fā)光二極管的PN結(jié)上加上正向電壓時(shí),由于外加電壓產(chǎn)生電場的方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反,使PN結(jié)勢壘(內(nèi)總電場)減弱,則載流子的擴(kuò)散作用占了優(yōu)勢。于是P區(qū)的空穴很容易擴(kuò)散到N區(qū),N區(qū)的電子也很容易擴(kuò)散到P區(qū),相互注入的電子和空穴相遇后會產(chǎn)生復(fù)合。復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn),會使二極管發(fā)光。
發(fā)光二極管采用砷化鎵、磷化鎵、鎵鋁砷等材料制成。不同材料制成的發(fā)光二極管,能發(fā)出不同顏色的光。有發(fā)綠色光的磷化鎵發(fā)光二極管;有發(fā)紅色光的磷砷化鎵發(fā)光二極管;有發(fā)紅外光的砷化鎵二極管;有雙向變色發(fā)光二極管(加正向電壓時(shí)發(fā)紅光,加反向電壓時(shí)發(fā)綠色光);還有三顏色變色發(fā)光二極管,等等。
發(fā)光二極管的外形有圓形的、方形的、三角形的、組合型等,封裝形式有透明和散射的;有無色和著色的等。著色散射型用D表示;白色散射性用W表示;無色透明型用C表示;著色透明型用T表示。封裝形式有:金屬陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
主要參數(shù):
⑴最大工作電流
是指發(fā)光二極管長期正常工作時(shí),所允許通過的最大電流。
⑵正向電壓
是指通過規(guī)定的正向電流時(shí),發(fā)光二極管兩端產(chǎn)生的正向電壓。
晶體二極管示意圖
⑶反向電流
是指發(fā)光二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時(shí),管內(nèi)的反向電流。
⑷發(fā)光強(qiáng)度
它表示發(fā)光二極管亮度大小的參數(shù),其值為通過規(guī)定的電流時(shí),在管芯垂直方向上單位面積所通過的光通量,單位是mcd。
⑸發(fā)光波長
是指發(fā)光二極管在一定工作條件下,所發(fā)出光的峰值(為發(fā)光強(qiáng)度最大一點(diǎn))對應(yīng)的波長,也稱峰值波長。
根據(jù)特性分類
點(diǎn)接觸型二極管,按正向和反向特性分類如下。
⒈一般用點(diǎn)接觸型二極管
這種二極管正如標(biāo)題所說的那樣,通常被使用于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特別好,也不特別壞的中間產(chǎn)品。如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類。
⒉高反向耐壓點(diǎn)接觸型二極管
是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號的二極管一般正向特性不太好或一般。在點(diǎn)接觸型鍺二極管中,有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極管,其耐壓受到限制。要求更高時(shí)有硅合金和擴(kuò)散型。
⒊高反向電阻點(diǎn)接觸型二極管
正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高,但反向電流小,因此其特長是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負(fù)荷電阻的電路中,就鍺材料高反向電阻型二極管而言,SD54、1N54A等等屬于這類二極管。
⒋高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管
它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得足夠小。對高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管而言,有SD56、1N56A等等。對高傳導(dǎo)鍵型二極管而言,能夠得到更優(yōu)良的特性。這類二極管,在負(fù)荷電阻特別低的情況下,整流效率較高。
3產(chǎn)品展示
1.肖特基二極管
肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡稱。SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
是近年來間世的低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。其反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右,而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。
2.發(fā)光二極管
發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光,因而可以用來制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。
發(fā)光二極管
它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
3.穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管是一個(gè)特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管,其V-A特性曲線與普通二極管相似,但反向擊穿曲線比較陡~穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū),由于它在電路中與適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用,故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí),反向電流很小,當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí),反向電流突然猛增,穩(wěn)壓管從而反向擊穿,此后,電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩端的電壓的變化卻相當(dāng)小,利于這一特性,穩(wěn)壓管訪問就在電路到起到穩(wěn)壓的作用了。而且,穩(wěn)壓管與其它普能二極管不同之反向擊穿是可逆性的,當(dāng)去掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常,但如果反向電流超過允許范圍,二極管將會發(fā)熱擊穿,所以,與其配合的電阻往往起到限流的作用。
4.光電二極管
光電二極管和普通二極管一樣,也是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件,也具有單方向?qū)щ娞匦?。但是,在電路中不是用它作整流元件,而是通過它把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。那么,它是怎樣把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的呢?大家知道,普通二極管在反向電壓作用在處于截止?fàn)顟B(tài),只能流過微弱的反向電流,光電二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相對較大,以便接收入射光。光電二極管是在反向電壓作用在工作的,沒有光照時(shí),反向電流極其微弱,叫暗電流;有光照時(shí),反向電流迅速增大到幾十微安,稱為光電流。光的強(qiáng)度越大,反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化,這就可以把光信號轉(zhuǎn)換成電信號,成為光電傳感器件。
5.整流二極管
一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。通常它包含一個(gè)PN結(jié),有陽極和陰極兩個(gè)端子。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。P區(qū)的載流子是空穴,N區(qū)的載流子是電子,在P區(qū)和N區(qū)間形成一定的位壘。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時(shí),位壘降低,位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載流子,能通過大電流,具有低的電壓降(典型值為0.7V),稱為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電壓,使位壘增加,可承受高的反向電壓,流過很小的反向電流(稱反向漏電流),稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦?,其伏安特性和電路符號如圖2所示。整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高,反向漏電流小,高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時(shí)容易反向擊穿)。這種器件的結(jié)面積較大,能通過較大電流(可達(dá)上千安),但工作頻率不高,一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路,如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。
選用整流二極管時(shí),主要應(yīng)考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。
4產(chǎn)品特性
二極管最主要的特性是單向?qū)щ娦?,其伏安特性曲線。
⒈正向特性
當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓(P為正、N為負(fù))很小時(shí)(鍺管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),管子不導(dǎo)通,處于“截止”狀態(tài),當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后,管子才導(dǎo)通,電
二極管伏安特性曲線
壓再稍微增大,電流急劇暗加(見曲線I段)。不同材料的二極管,起始電壓不同,硅管為0.5-.7伏左右,鍺管為0.1-0.3左右。
⒉反向特性
二極管兩端加上反向電壓時(shí),反向電流很小,當(dāng)反向電壓逐漸增加時(shí),反向電流基本保持不變,這時(shí)的電流稱為反向飽和電流(見曲線Ⅱ段)。不同材料的二極管,反向電流大小不同,硅管約為1微安到幾十微安,鍺管則可高達(dá)數(shù)百微安,另外,反向電流受溫度變化的影響很大,鍺管的穩(wěn)定性比硅管差。
⒊擊穿特性
當(dāng)反向電壓增加到某一數(shù)值時(shí),反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。這時(shí)的反向電壓稱為反向擊穿電壓,不同結(jié)構(gòu)、工藝和材料制成的管子,其反向擊穿電壓值差異很大,可由1伏到幾百伏,甚至高達(dá)數(shù)千伏。
⒋頻率特性
由于結(jié)電容的存在,當(dāng)頻率高到某一程度時(shí),容抗小到使PN結(jié)短路。導(dǎo)致二極管失去單向?qū)щ娦裕荒芄ぷ鳎?/span>PN結(jié)面積越大,結(jié)電容也越大,越不能在高頻情況下工作。
5產(chǎn)品作用
極管在電路中的應(yīng)用是必不可少的,無論是做整流電路還是鉗位作用還是其他的一些作用,都會用到它。
二極管可分為發(fā)光二極管(LED),整流二極管,穩(wěn)壓二極管,開關(guān)二極管等等,這里只介紹前面說的幾種。
發(fā)光二極管,一般作為指示燈用,例如電腦的硬盤燈一閃一閃的表示你的硬盤正在工作(如果不閃,則很可能是你的機(jī)器忙不過來或者是處在待機(jī)狀態(tài)),還有就是一些隨身聽上的指示燈,以及充電器的指示燈。發(fā)光二極管相對其他二極管正向?qū)妷狠^大,一般在1.6V到1.8V間。二其他二極管一般在0.2-0.3V(鍺管),0.6-0.8V(硅管)。
整流二極管,也是很常見的,利用的是二極管的單向?qū)ㄌ匦?,從而可以?/span>
二極管組裝整流電路圖
負(fù)極性電信號濾掉---半波整流,也可以進(jìn)行其它的整流----例如全波整流。
二極管還具有穩(wěn)壓作用,這是因?yàn)槎O管反向接通時(shí),在二極管被擊穿的情況下,其電流將瞬間增大,這樣在外電壓增大時(shí),由于二極管被擊穿后增加的電流會通過二極管而不會經(jīng)過與二極管并聯(lián)的負(fù)載上,從而可以保護(hù)與其并聯(lián)的器件。常見的有保護(hù)場效應(yīng)管,即在場效應(yīng)管柵極反向并接一個(gè)二極管。二極管擊穿電壓一般在4V-7V.
鉗位作用:鉗位作用就是利用二極管的正向?qū)妷涸趯?dǎo)通后維持在0.2-0.4V(鍺管),0.6-0.8V(硅管),從而使與其連接的器件兩端電壓維持在一個(gè)范圍內(nèi),最簡單就是三極管的BE結(jié)電壓在導(dǎo)通時(shí)可保持在鉗位電壓,這點(diǎn)常用于三極管的靜態(tài)分析。一般無特別說明硅管取0.7V,鍺管取0.3V。
開關(guān)二極管常見型號有1N4148,1N4150,1N4448,利用的是二極管的高速轉(zhuǎn)換特性。
其它二極管還有肖特基二極管,隧道二極管,雙向出發(fā)二極管,微功耗基準(zhǔn)電壓二極管等,由于其制作工藝不同而具有不同的功能。
6主要參數(shù)
綜述
晶體二極管一般可用到十萬小時(shí)以上。但是如果使用不合理,他就不能充分發(fā)揮作用,甚至很快地被損壞。要合理地使用二極管,必須掌握他的主要參數(shù),因?yàn)閰?shù)是反應(yīng)質(zhì)量和特性的。
最高工作頻率fM(MC)----二極管能承受的最高頻率。通過PN結(jié)交流電頻率高于此值,二極管接不能正常工作。
最高反向工作電壓VRM(V)----二極管長期正常工作時(shí),所允許的最高反壓。若越過此值,PN結(jié)就有被擊穿的可能,對于交流電來說,最高反向工作電壓也就是二極管的最高工作電壓。
最大整流電流IOM(mA)----二極管能長期正常工作時(shí)的最大正向電流。因?yàn)殡娏魍ㄟ^二極管時(shí)就要發(fā)熱,如果正向電流越過此值,二極管就會有燒壞的危險(xiǎn)。所以用二極管整流時(shí),流過二極管的正向電流(既輸出直流)不允許超過最大整流電流。
普通二極管的主要參數(shù)
⑴最大整流電流ICM,二極管長時(shí)間使用時(shí),允許通過PN結(jié)的最大正向電流。
⑵最高反向工作電壓URM,二極管正常工作時(shí)所能承受的最高反向電壓值。
⑶最大反向電流IRM,是指在最高反向工作電壓下所允許流過的反向電流。
⑷最高工作頻率,是指保證二極管正常工作的最高頻率。
穩(wěn)壓二極管的參數(shù)
⑴穩(wěn)定電壓UZ,是指穩(wěn)壓管在正常駐機(jī)構(gòu)作條件下,管子兩端的電壓。
⑵穩(wěn)定電流IZ和最大穩(wěn)定電流IZ(max),穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)