二极管*常见的功能是允许电流沿一个方向(称为二极管的正向)通过,而沿相反的方向(反向)阻止电流通过。这样,二极管可以被视为止回阀的电子版本。这种单向行为称为整流,用于将交流电(ac)转换为直流电(dc)。整流器、二极管的形式可用于诸如从无线电接收机中的无线电信号提取调制之类的任务。但是,由于二极管具有非线性电流-电压特性,因此其行为可能比这种简单的开关动作更为复杂。*当在正向方向上存在一定的阈值电压或切入电压时(该二极管被称为正向偏置的状态),半导体二极管才开始导电。正向偏置二极管两端的电压降*随电流变化很小,并且是温度的函数。此效果可用作温度传感器或参考电压。此外,当二极管两端的反向电压达到称为击穿电压的值时,二极管对反向流动的高电阻突然降至低电阻。可以通过选择半导体材料和制造过程中引入材料中的掺杂杂质来定制半导体二极管的电流-电压特性。这些技术用于创建执行许多不同功能的**二极管。例如,二极管用于调节电压(齐纳二极管),保护电路免受高压浪涌(雪崩二极管)的影响,对收音机和电视接收机进行电子调谐(变容二极管),以产生射频振荡(隧道二极管)、耿氏二极管、IMPATT二极管,并产生光(发光二极管)。 变容二极管、二极管通用功率开关均为二极管。BUK964R4-40B SOT404
二极管PN结形成原理:P型半导体是在本征半导体(一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体)掺入少量三价元素杂质,如硼等。因硼原子只有三个价电子,它与周围的硅原子形成共价键,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空位,当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位,使硼原子成了不能移动的负离子,而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子,形成了空穴,但整个半导体仍呈中性。这种P型半导体中以空穴导电为主,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。[6]N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子,如磷等。掺入后,它与硅原子形成共价键,产生了自由电子。在N型半导体中,电子为多数载流子,空穴为少数载流子。[6]因此,在本征半导体的两个不同区域掺入三价和五价杂质元素,便形成了P型区和N型区,根据N型半导体和P型半导体的特性,可知在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异,电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,它们的扩散使原来交界处的电中性被破坏。 BAS21AVD TSOP-6快速恢复高频整流二极管用在低频为什么会发热?
除了整流电路外,二极管还可以用于检波电路。在检波电路中,二极管的作用是将信号从高频调幅波中分离出来。当高频调幅波通过二极管时,由于二极管的单向导电性,只有正向电流可以通过,因此可以通过调节调幅波的幅度来控制通过二极管的电流大小,从而将信号从高频调幅波中分离出来。此外,二极管还可以用于开关电路中。在开关电路中,二极管的作用是控制电路的通断状态。当加正向电压时,即二极管端子上的电压为正时,电流可以自由通过,而当加反向电压时,即二极管端子上的电压为负时,电流几乎为零。因此,通过控制二极管的通断状态,可以控制电路的通断状态,实现开关电路的功能。
二极管特性参数:反向特性外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。[4]一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。[4]击穿特性外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被**破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。[5]反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。[5]另一种击穿为雪崩击穿。 整流二极管(半导体器件)。
二极管正负极判断:二极管是一种*简单的电子器件,具有正负极的区分。正极也称为阳极,负极也称为阴极。正负极的判别对于二极管的正确使用和连接至关重要。在二极管中,正极是指电流流入的一端,也是电子从P型半导体流向N型半导体的一端。而负极则是指电流流出的一端,也是电子从N型半导体流向P型半导体的一端。在二极管的外观上,可以通过以下几种方式来判别正负极:1.观察标记:很多二极管在外观上会标记正负极,例如在正极一端标记”+"号或者箭头符号,而负极一端没有标记。这种标记通常印在二极管的外壳上,容易辨认。2.观察外形:二极管的正负极也可以通过外形来判断。通常,正极一端的外形会与负极不同。例如,正极一端可能会有一个长一点的引脚,而负极一端的引脚则较短3,观察颜色:某些二极管的正负极也可以通过颜色来判断。例,LED二极管的正极会被标记为长一点的引脚,并目通常是红色。整流桥中高低频二极管可以混用吗?74HC3G04DP,125
二极管的分类,选择二极管的方法和要求。BUK964R4-40B SOT404
整流、开关二极管主要参数:(7)结电容Cj(Capacitancebetweenterminals)PN结之间形成的寄生电容,该电容影响着工作频率和反向恢复时间,越小越好。(8)**工作频率fM由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。(9)正向恢复时间tfrtfr为二极管正向导通电流所需的通断时间,如下图所示。当一个快速上升的脉冲作用于二极管时,由于载流子积累,它不会立即进入导电状态。在tfr期间,二极管即使在正向也表现出高电阻。换句话说,tfr是电流向二极管阴极端扩散所需的时间。tfr定义为在规定的正向电流(IF)下,正向电压达到峰值并下降到VF的110%所需的时间,不同厂商定义不一样。(10)反向恢复时间trr(Reverserecoverytime)开关二极管从导通状态到完全关闭状态所经过的时间,一般取IR最大值的25%或10%那个时间点,不同厂商定义不一样。一般关断后电子不能瞬间停止,有一定量的反向电流流过。其漏电流越大损耗也越大。二极管阻断反向电流之前需要首先释放结电容存储的电荷,所以这个放电过程就带来了反向恢复时间。 BUK964R4-40B SOT404