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(hào)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(zhǎng)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(duì)高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管而言,有SD56、1N56A等等。對(duì)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
.發(fā)光二極管
發(fā)光二極管簡(jiǎn)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(jiǎn)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娦浴.?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(zhǎng)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(huì)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。那么,它是怎樣把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(duì)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),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(duì)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(chǔ)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娦裕浞蔡匦院碗娐贩?hào)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(huì)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(duì)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匦裕瑥亩梢詫?/span>
二極管組裝整流電路圖
負(fù)極性電信號(hào)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(huì)通過二極管而不會(huì)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(chǎng)效應(yīng)管,即在場(chǎng)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(jiǎn)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(hào)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)
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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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(huì)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(zhǎng)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)
變?nèi)荻O管
定電壓UZ時(shí)的工作電流稱穩(wěn)定電流IZ,管子穩(wěn)定工作時(shí),不得超過的電流稱最大穩(wěn)定電流IZ(max)。
⑶電壓溫度系數(shù),是指穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)。穩(wěn)壓值高于6伏的穩(wěn)壓管具有正溫度系數(shù),即穩(wěn)壓值隨溫度升高略有上升;穩(wěn)壓值低于6伏的穩(wěn)壓管具有負(fù)溫度系數(shù),即穩(wěn)壓值隨溫度升高略有下降;而穩(wěn)壓值為6伏左右的穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)基本為零。