二极管的基本原理:二极管是一种基本的电子元件,其重要特性是单向导电性。它由半导体材料制成,通常是硅或锗,内部有一个PN结。当正向偏置时,即P区接正极、N区接负极,二极管导通,电流可以顺畅通过;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、检波、稳压等电路中发挥着重要作用。二极管的历史发展:二极管的发明是电子学发展史上的重要里程碑。早期的二极管采用矿石晶体或金属触点,性能不稳定。随着半导体材料的发现和研究,硅和锗等半导体二极管逐渐取代了早期产品。现代二极管制造工艺先进,体积小、性能稳定,已成为电子设备中不可或缺的元件。在某些特殊应用中,二极管还可以作为光电器件使用。74HC20PW-Q100
整流、开关二极管主要参数:1)导通压降VFVF为二极管正向导通时二极管两端的压降,当通过二极管的电流越大,VF越大;当二极管温度越高时,VF越小。(2)反向饱和漏电流IR(Reversecurrent)指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。少子的漂移运动导致的,尽量选择该值小的二极管。(3)额定整流电流IF(Averageforwardcurrent)指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。这个是选取二极管电流的主要参数(4)**平均整流电流IO(RectifiedCurrent(Average),)在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的**值。这个是整流电路比较看重的值。(5)**浪涌电流IFSM(PeakForwardSurgeCurren)允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。(6)**反向峰值电压VRM(Non-RepetitivePeakReverseVoltage)避免击穿所能加的**反向电压,这个电压是不重复的,是一个瞬态值。除了这个值外还有一个重复的反向峰值电压VRRM,这个值是等于直流下的**反向电压VR的。 稳压二极管PMEG2020EJ SOD323二极管结构简单,制造成本低,因此广泛应用于各种电子设备中。
二极管的伏安特性:二极管的伏安特性描述了其电压与电流之间的关系。正向偏置时,二极管导通,电流随电压的增加而迅速上升;反向偏置时,二极管截止,只有很小的反向饱和电流。了解二极管的伏安特性对于正确使用和设计电路至关重要。二极管的温度特性:二极管的工作性能受温度影响较大。随着温度的升高,二极管的正向压降会减小,反向饱和电流会增加。因此,在高温环境下使用二极管时,需要考虑其温度特性,选择合适的型号和散热措施。
二极管特性参数:用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。[4]伏安特性二极管具有单向导电性,二极管的伏安特性曲线如图2所示[5]。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超过,电流开始按指数规律增大,通常称此为二极管的开启电压;当电压达到约,二极管处于完全导通状态,通常称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表示[4]。对于锗二极管,开启电压为,导通电压UD约为。在二极管加有反向电压,当电压值较小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时,电流开始急剧增大,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大,从几十伏到几千伏[4]。正向特性外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。[4]当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变。 对于初学者来说,理解二极管的基本原理和工作方式,是深入学习电子技术的关键一步。
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。 二极管在电路中能够稳定电压,防止电压波动对设备造成损害。74ALVT16373DL
二极管在通信领域发挥着重要作用,用于信号的调制和解调,实现信息的传输。74HC20PW-Q100
要理解二极管的工作原理,必须从二极管的结构说起。晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。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。74HC20PW-Q100