二极管的工作原理的理解,对于电子爱好者来说至关重要。它的重要结构包括P型半导体和N型半导体,二者之间形成一个PN结。在PN结中,由于两种半导体的特性差异,会产生一个电场,这个电场会阻止电流的自由流动。然而,当在二极管两端施加足够大的正向电压时,电场被克服,电流得以通过;而施加反向电压时,电场加强,电流几乎无法通过。这种特性使得二极管在电路中能够起到限流、稳压的作用,保护其他元件免受电流过大的损害。随着科技的不断发展,二极管的应用领域也在不断拓宽。从一开始的收音机、电视机等家电产品,到如今的计算机、手机等高科技产品,都离不开二极管的身影。同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,二极管的性能也在不断提升。例如,某些特殊类型的二极管具有更高的开关速度、更低的功耗、更好的稳定性等特点,为电子设备的性能提升提供了有力支持。 二极管在电路中起到稳定电压、保护其他元件的作用。STP11N52K3
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。 韶关1SS400T1G二极管整流器稳压二极管能稳定电压,为电子设备提供稳定的电源支持。
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。
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。二极管的电路符号如图1所示。二极管有两个电极,由P区引出的电极是正极,又叫阳极;由N区引出的电极是负极,又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向,二极管的文字符号用VD表示。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。[5]当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。 在某些特殊应用中,二极管还可以作为光电器件使用。
二极管PN结单向导电性:在PN结外加正向电压V,在这个外加电场的作用下,PN结的平衡状态被打破,P区中的空穴和N区的电子都往PN结方向移动,空穴和PN结P区的负离子中和,电子和PN结N区的正离子中和,这样就使PN结变窄。随着外加电场的增加,扩散运动进一步增强,漂移运动减弱。当外加电压超过门槛电压,PN结相当于一个阻值很小的电阻,也就是PN结导通。主要分类:点接触型二极管点接触型二极管的PN结接触面积小,不能通过较大的正向电流和承受较高的反向电压,但它的高频性能好,适宜在高频检波电路和开关电路中使用[5]。面接触型二极管面接触型二极管的PN结接触面积大,可以通过较大的电流,也能承受较高的反向电压,适宜在整流电路中使用[5]。平面型二极管平面型二极管在脉冲数字电路中作开关管使用时PN结面积小,用于大功率整流时PN结面积较大[5]。稳压管稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于,稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小,能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。稳压管与一般二极管不一样,它的反向击穿是可逆的。 肖特基二极管具有低导通压降和快速开关特性,性能优异。STH60N10
在照明领域,二极管以其高效节能的特性,逐渐取代了传统的白炽灯和荧光灯。STP11N52K3
随着科技的不断进步,二极管也在不断地发展。新型的二极管材料和制造工艺不断涌现,使得二极管的性能更加优良,工作更加可靠。例如,采用新型超导材料制作的二极管具有更高的导通电流和更低的电阻,使得电力转换效率得到显著提高。此外,新型纳米材料的应用也使得二极管的尺寸缩小,同时也提高了其工作效率和稳定性。二极管作为半导体技术的重要组成部分,其应用和发展都体现了半导体技术的强大。在未来的科技发展中,我们期待看到更多的创新和突破在二极管上实现,为我们的生活带来更多的便利和惊喜。STP11N52K3