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。STTH1502D
当二极管正向偏置时,即P区接正极,N区接负极,外部电场与PN结内建电场方向相反。此时,PN结变窄,多数载流子扩散运动增强,形成较大的扩散电流,即正向电流。二极管导通,电阻很小,相当于一根导线。反之,当二极管反向偏置时,PN结变宽,多数载流子扩散运动被抑制,反向电流很小,二极管截止。这种特性使得二极管在电路中可以作为整流、检波、稳压等应用的关键元件。在现代电子电路中,二极管的应用非常普遍。例如,在电源电路中,二极管可以将交流电转换为直流电;在信号处理电路中,二极管可以检波或调制信号;在保护电路中,二极管可以防止电流反向流动,保护其他电子元件不受损坏。BUL45F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。
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件[1]。二极管有两个电极,正极,又叫阳极;负极,又叫阴极,给二极管两极间加上正向电压时,二极管导通,加上反向电压时,二极管截止。二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开[2]。二极管具有单向导电性能,导通时电流方向是由阳极通过管子流向阴极。二极管是一开始诞生的半导体器件之一,其应用非常多。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能[3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹。
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。 二极管性能稳定,是电子电路长期稳定运行的重要保障。
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。 二极管具有快速响应的特点,使得它在高频电路和信号处理中表现出色。STTH1502D
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。STTH1502D
二极管的选型与注意事项:选用二极管时,需要考虑其额定电压、额定电流、正向压降、反向恢复时间等参数。同时,还需注意二极管的封装形式、引脚排列和散热要求。合理选型和使用二极管可以提高电路的性能和可靠性。二极管的发展趋势:随着科技的进步,二极管的发展趋势是小型化、高性能化和多功能化。新型材料和制造工艺的应用使得二极管体积更小、性能更稳定。此外,二极管的功能也在不断扩展,如智能二极管具有自保护功能,可防止过流、过压等损坏。未来,二极管将在更多领域发挥重要作用。STTH1502D