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成都電容器廠(chǎng)家帶你了解關(guān)于二極管有關(guān)知識

發(fā)布日期:(2023/12/9)   點(diǎn)擊次數:180
一、二極管的概念、類(lèi)型及型號
1、晶體二極管簡(jiǎn)稱(chēng)二極管,是只往一個(gè)方向傳送電流的電子零件。二極管的PN結在其界面兩側形成空間電荷層,并有自建電場(chǎng)。當不存在外加電壓時(shí),二極管由于PN結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。在電路中,如果流過(guò)二極管的正向電流過(guò)大,二極管會(huì )過(guò)熱燒毀;如果加在二極管兩端的反向電壓過(guò)高,二極管也可能損壞。

2、二極管的種類(lèi)很多,按所用材料可分為硅二極管、鍺二極管、砷化鎵二極管等;按結構可分為點(diǎn)接觸型二極管和面接觸型二極管兩種;按用途可分為普通二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管、穩壓二極管
3、用于整流的二極管型號是2CZ52B,用于高頻檢波的二極管型號是2AP3,鍺普通二極管的型號是2AP9,鍺開(kāi)關(guān)二極管的型號是2AK,大功率整流二極管的型號有2CZ5和2CZ50。

二、二極管的結構
二極管是由PN結加上電極引出線(xiàn)和管殼構成的。P區引出的電極稱(chēng)為陽(yáng)極,N區引出的電極稱(chēng)為陰極。

1、點(diǎn)接觸型二極管    
點(diǎn)接觸型二極管的構成如上圖(a)所示,它的特點(diǎn)是PN結的面積非常小,因此不能通過(guò)較大的電流;但其結面積小、結電容也小,高頻性能好,故適用于高頻和小功率情況,一般用于檢波或脈沖電路,也可用作小電流整流。

2、面接觸型二極管

面接觸型二極管的結構如上圖(b)所示,它的主要特點(diǎn)是PN結的結面積很大,因而能通過(guò)較大的電流;但其結電容也大,只能在較低的頻率下使用,一般用作整流。



三、二極管的伏安特性
二極管的伏安特性可以用表征二極管電壓和電流關(guān)系的曲線(xiàn)來(lái)表示。
1、正向特性
1)起始段(OA)
當二極管為正向接法時(shí),正向電壓由0開(kāi)始增加,由于外加電壓較小,外電場(chǎng)還不足以克服PN結內電場(chǎng)對載流子擴散運動(dòng)的阻力,所以二極管呈現很大的正向電阻,正向電流很小,幾乎為0,如上圖中的OA段所示。當正向電壓超過(guò)一定數值后,內電場(chǎng)大為削弱,電流迅速增長(cháng)。這個(gè)一定數值的正向電壓稱(chēng)為死區電壓,其大小與管子材料及環(huán)境溫度有關(guān)。一般硅管的死區電壓約為0.5V,鍺管約為0.2 V。    
2)導通段(AB)
如上圖所示,在特性曲線(xiàn)B點(diǎn)以后,二極管在電路中相當于一個(gè)開(kāi)關(guān)的導通狀態(tài)。在正常使用條件下,二極管的正向電流在相當大的范圍內變化,而二極管兩端電壓的變化卻不大。小功率硅管的導通管壓降為0.6~07V,鍺管為0.2~0.3V。

2、反向特性
1)反向電流
當二極管兩端加反向電壓時(shí),反向電流很小,近乎截止狀態(tài),且基本上不隨外加電壓而變化,如上圖中的OC段所示。對二極管來(lái)說(shuō),反向電流越小,表明反向特性越好;反向電流越大,表明反向特性越差。一般硅管的反向電流要比鍺管的反向電流小得多。
2)反向擊穿
當反向電壓增加到一定數值時(shí),如上圖所示的反向電壓由C點(diǎn)繼續增加到D點(diǎn)時(shí),電流突然劇增,這種現象稱(chēng)為反向擊穿。發(fā)生擊穿所需的反向電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。一般二極管正常工作時(shí),是不允許反向擊穿的。而有一些特殊的二極管,如穩壓管,卻工作在反向擊穿狀態(tài)。
(1)電擊穿
之所以產(chǎn)生擊穿,是因為加在PN結中的很強的外電場(chǎng)可以把價(jià)電子直接從共價(jià)鍵中拉出來(lái)成為載流子,叫做齊納擊穿。此外,強電場(chǎng)使PN結中的少數載流子獲得足夠的動(dòng)能,去撞擊其他原子,把更多的價(jià)電子從共價(jià)鍵中拉出來(lái),這些撞擊出來(lái)的載流子,又去撞擊更多的原子,如同雪崩一樣,叫做雪崩擊穿。上述兩種擊穿效應能產(chǎn)生大量的電子-空穴對,從而使反向電流劇增。無(wú)論是齊納擊穿還是雪崩擊穿,如果去掉反向電壓,二極管仍能恢復工作,這屬于電擊穿。    
3)熱擊穿
如果去掉反向電壓,二極管不能恢復工作,則說(shuō)明發(fā)生了熱擊穿,即二極管已經(jīng)損壞。因此,熱擊穿是應該避免的。

3、溫度對二極管的影響
溫度對二極管的特性影響較大。當溫度升高時(shí),正反向電流都隨著(zhù)增加,特別是反向電流急劇增加;而反向擊穿電壓則要下降,二極管的導通管壓降也要降低。

四、二極管的主要參數
晶體二極管的參數規定了二極管的適用范圍,是合理選用二極管的依據。晶體二極管的主要參數有Z大整流電流、Z大反向工作電壓、反向電流。

1、Z大整流電流
Z大整流電流是指二極管長(cháng)期工作時(shí),能允許通過(guò)的Z大正向平均電流值,用IFM表示。在選用二極管時(shí),工作電流不能超過(guò)它的Z大整流電流。

2、Z大反向工作電壓
Z大反向工作電壓是指二極管工作時(shí)所能承受的反向電壓峰值,即通常所說(shuō)的耐壓值,用URM表示。
為了防止二極管因反向擊穿而損壞,通常標定的Z大反向工作電壓要比反向擊穿電壓低一些。在選用二極管時(shí),加在二極管兩端的反向電壓峰值不允許超過(guò)這一數值,以保證二極管能正常工作,不至于因反向擊穿而損壞

3、反向電流    

反向電流是指二極管未擊穿時(shí)的反向電流值,用IR表示。此值越小,二極管的單向導電性越好。由于溫度增加,反向電流會(huì )急劇增加,所以在使用二極管時(shí)要注意溫度的影響。

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