二极管的起源早在20世纪40年代,人们就开始利用金属-半导体接触的单向导电性,当时将金属丝与氧化亚铜晶体接触做成点接触型二极管,将这种较简单的半导体器件用于检波。利用薄膜淀积技术可在半导体表面形成大面积的金属-半导体整流接触,做成面接触型的金属-半导体二极管,习惯上称之为肖特基势垒二极管,简称为肖特基二极管。目前,功率肖特基势垒二极管主要用铬、铂、钨、铝等金属与N型低阻硅制成 这里需要对阴极金属与重掺杂的N+层之间的接触进行说明。首先肯定是该接触为欧姆接触,与阳极的金属-半导体的整流接触不同。欧姆接触不光光看金属和半导体的功函数之差。更广义的所谓欧姆接触,是指接触电阻很小且不随外加电压的变化而改变其阻值的线性接触。 在电路中,二极管可以防止电流反向流动,起到保护电路的作用。南京原装二极管厂家供应
二极管的发现和发展:1874年,德国物理学家卡尔·布劳恩在卡尔斯鲁厄理工学院发现了晶体的整流能力。因此1906年开发出的代二极管——“猫须二极管”是由方铅矿等矿物晶体制成的。20世纪初,由于无线电接收器探测器的需要,热离子二极管(真空管)和固态二极管(半导体二极管)大约在相同的时间分别研发。直到20世纪50年代之前,真空管二极管在收音机中都更为常用。这是因为早期的点接触式半导体二极管(猫须探测器)并不稳定,并且那时大多数的收音机放大器都是由真空管制成,二极管可以直接放入其中。而且那时真空管整流器和充气整流器处理一些高电压、高电流整流任务的能力更是远在半导体二极管(如硒整流器)之上。现如今的二极管大多是使用硅来生产,锗等其它半导体材料有时也会用到。目前常见的结构是,一个半导体性能的结晶片通过PN结连接到两个电终端。深圳双向触发二极管功率二极管的制造工艺包括扩散、蒸镀等步骤。
二极管具有阳极和阴极两个端子,电流只能往单一方向流动。也就是说,电流可以从阳极流向阴极,而不能从阴极流向阳极。对二极管所具备的这种单向特性的应用,通常称之为“整流”功能。在真空管内,借由电极之间加上的电压能够让热电子从阴极到达阳极,因而有整流的作用。将交流电转变为脉动直流电,包括无线电接收器对无线电信号的调制,都是通过整流来完成的。因为其顺向流通逆向阻断的特点,二极管可以想象成电路中的单向阀。然而实际上,二极管并不会表现出如此完美的开关性,而是呈现出较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。一般来说,只有在正向超过开启电压时,二极管才会工作(此状态被称为正向偏压)[6]。一个正向偏置的二极管两端的电压降变化只与电流有一点关系,并且是温度的函数。因此这一特性可用于温度传感器或参考电压。
二极管种类:PN结二极管(PN Diode)施加顺向偏压,利用半导体中PN接合的整流性质,是基本的半导体二极管,常见应用于整流方面以及与电感并联保护其他元件用。细节请参照PN接面的条目。萧特基二极管利用金属和半导体二者的接合面的'萧特基效应'的整流作用。由于顺向的切入电压较低,导通回复时间也短,适合用于高频率的整流。一般而言漏电流较多,突波耐受度较低。也有针对此缺点做改善的品种推出。稳压二极管(Reference Diode)(常用称法:齐纳二极管)施加逆向偏压,超过特定电压时发生的反向击穿电压随反向电流变化很小,具有一定的电压稳定能力。利用此性质做成的元件被用于电压基准。借由掺杂物的种类、浓度,决定击穿电压(破坏电压)。其顺向偏压与一般的二极管相同。 二极管的封装形式有多种,如TO-92、SMD等。
面接触式二极管:面接触式PN结二极管是由一块半导体晶体制成的。不同的掺杂工艺可以使同一个半导体(如本征硅)的一端成为一个包含负极性载流子(电子)的区域,称作N型半导体;另一端成为一个包含正极性载流子(空穴)的区域,称作P型半导体。两种材料在一起时,电子会从N型一侧流向P型一侧。这一区域电子和电洞相互抵销,造成中间区域载流子不足,形成“空乏层”。在空乏层内部存在“内电场”:N型侧带正电,P型侧带负电。两块区域的交界处为PN结,晶体允许电子(外部来看)从N型半导体一端,流向P型半导体一端,但是不能反向流动。在电路中,隔离二极管通常被用来隔离高电压和低电压电路,以保护低电压电路不受高电压电路的影响。东莞稳压二极管使用注意事项
它由P型半导体和N型半导体组成。南京原装二极管厂家供应
正向偏压(Forward Bias)二极管的阳极侧施加正电压,阴极侧施加负电压,这样就称为正向偏置,所加电压为顺向偏压。如此N型半导体被注入电子,P型半导体被注入电洞。这样一来,让多数载流子过剩,空乏层缩小、消灭,正负载流子在PN接合部附近结合并消灭。整体来看,电子从阴极流向阳极(电流则是由阳极流向阴极)。在这个区域,电流随著偏压的增加也急遽地增加。伴随著电子与电洞的再结合,两者所带有的能量转变为热(和光)的形式被放出。能让正向电流通过的必要电压被称为开启电压,特定正向电流下二极管两端的电压称为正向压降。南京原装二极管厂家供应