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。 在某些特殊应用中,二极管还可以作为光电器件使用。STP12NM50FD
二极管是一种基本的电子元件,具有单向导电性。它由P型半导体和N型半导体组成,中间形成一个PN结。当正向偏置时,即P区接正极,N区接负极,二极管导通,电流可以流过;而反向偏置时,二极管截止,几乎不导电。这种特性使得二极管在整流、开关等电路中有着广泛应用。整流电路是将交流电转换为直流电的电路,二极管在其中起着关键作用。在整流过程中,二极管利用其单向导电性,只允许电流在一个方向上通过,从而将交流电的负半周“翻转”为正半周,实现整流。这种整流方式在电源电路、电子设备中非常普遍。BT152X-800R二极管是一种常见的电子元件,具有单向导电性。
二极管是一种具有特殊电性能的半导体器件,其特性主要包括以下几个方面:单向导通特性:二极管只允许电流从它的正极流向负极,而不能反向流动。这是二极管基本的特性,也是它在电路中得以广泛应用的基础。当给二极管加上正向电压时,二极管可以处于导通状态,允许电流通过;而当加上反向电压时,二极管则处于截止状态,阻止电流通过。导通后管压降基本不变特性:二极管在正向导通后,其两端的电压(正向压降)基本保持不变。对于硅二极管,这一管压降通常是;而对于锗二极管,正向压降约为。这种特性使得二极管在稳压电路中有着重要应用。温度特性:二极管的PN结导通后的压降并非一直不变,而是会随着温度的升高而略有下降。这一特性使得二极管在构成温度补偿电路时非常有用。正向电阻可变特性:二极管导通后,其正向电阻会随着电流的变化而微小改变。正向电流越大,正向电阻越小;反之则大。
开关二极管工作特性:开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从导通到截止的时间叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间,故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的,像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒,即使是锗开关二极管,也不过几百纳秒。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点,广泛应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。 深入了解二极管的工作原理,有助于更好地应用它于实际电路中。
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。 二极管的工作原理基于PN结的半导体特性,涉及复杂的物理过程。BTS50085-1TMA
二极管的小型化和集成化是电子元件发展的重要趋势。STP12NM50FD
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。STP12NM50FD