晶体二极管的结构、类型和用途口诀
五种二极管用途分类原理及应用
五种二极管用途分类原理及应用二极管是一种两端只能导通电流一个方向的电子器件,广泛应用于电子电路中。
下面将对五种不同类型的二极管的用途、分类原理及应用进行详细介绍。
一、整流二极管整流二极管是最常见的二极管类型之一,也被称为普通二极管。
它具有只允许电流在一个方向上流动的特性,常用于将交流电转换为直流电的整流电路。
其实现原理是基于半导体材料的PN结,当PN结的P端接在正电压(高电位)上,N 端接在负电压(低电位)上时,PN结处形成耗尽区,电流无法通过。
当P端接在负电压上,N端接在正电压上时,PN结处不再形成耗尽区,电流得以通过。
整流二极管的应用包括电源转换器、电动机驱动、充电电路等。
二、肖特基二极管肖特基二极管是一种由金属与半导体接触形成的二极管。
它具有低电压损失、快速开关速度和低反向电流等特点。
肖特基二极管的工作原理是基于肖特基接触,即由于金属和半导体之间的电子互相扩散而形成的电势垒。
与整流二极管相比,肖特基二极管具有更低的开启电压且反向耐压较低。
它广泛应用于高频电路、开关电源、闭环控制电路等领域。
三、快恢复二极管快恢复二极管是一种在有源区恢复更快的二极管,常用于高频和高功率电路中。
其主要特点是恢复时间短,能够较快地提供导通状态,从而减小电压压降和功率损耗。
快恢复二极管的核心技术是降低PN结的耗尽层宽度,以实现更快的恢复速度。
快恢复二极管常用于电源开关电路、光伏逆变器、军事雷达等高性能电源和高频电路。
四、肖特基势垒调制二极管肖特基势垒调制二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)是一种工作在高频范围内的二极管。
它的优点在于具有快速开关速度、低正向电压丢失和低反向电流。
肖特基势垒调制二极管的工作原理是利用了金属与半导体之间的Schottky接触,形成了一种比PN结更快和更高效的电子注入和排出方式。
典型应用包括射频电路中的混频器、变频器以及开关电源。
五、发光二极管发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是一种可以将电能转化为可见光的二极管。
二极管的基本认识
二极管的基本认识二极管是一种电子元件,也被称为晶体二极管或二极管二极管。
它是由半导体材料制成的,具有两个极,分别称为正极(阳极)和负极(阴极)。
二极管是一种非线性电子元件,具有许多重要的特性和应用。
首先,让我们来了解一下二极管的结构。
二极管通常由两种不同类型的半导体材料(P型和N型)组成。
其中,P型半导体具有正电荷(空穴)的载流子,而N型半导体具有负电荷(电子)的载流子。
这两种材料在二极管的结构中形成一个PN结。
在PN结的接口处,电子和空穴通过复合释放出能量,这被称为二极管的正向偏置。
二极管的工作原理基于PN结的特性。
当二极管的正极连接到正电压,而负极连接到负电压时,二极管处于正向偏置状态。
在这种情况下,电流可以通过二极管流动,而且二极管的正极电压较高,负极电压较低。
这使得电子能够通过PN结流动,并产生二极管的导通。
另一方面,当二极管的正极连接到负电压,而负极连接到正电压时,二极管处于反向偏置状态。
在这种情况下,PN结会产生一个电势垒,阻止电流通过二极管。
因此,二极管处于截止状态,电流无法流动。
二极管有一些重要的特性。
其中之一是正向电压丢失,也称为二极管的压降。
当二极管处于正向偏置状态时,正极电压比负极电压高,这导致正向电压丢失。
这个丢失的电压取决于二极管的类型和材料,通常在几百毫伏到几伏之间。
另一个重要的特性是二极管的反向击穿电压。
当反向电压超过二极管的反向击穿电压时,二极管会失去正常的工作状态,电流会大幅度增加。
这可能导致二极管受损,因此需要谨慎选择二极管的额定反向电压。
二极管有许多应用。
其中之一是电路中的整流。
二极管在单向电流传输方面非常有效,因此它们常被用作整流器,将交流电信号转换为直流电信号。
此外,二极管还被用于电源电路、保护电路和信号处理电路中。
除了基本的二极管,还有一些其他类型的二极管。
例如,肖特基二极管是一种结构独特的二极管,具有更快的开关速度和较低的正向电压丢失。
此外,LED(发光二极管)是一种能够将电能转换为光能的二极管,被广泛应用于照明、显示和指示等领域。
二极管的分类大全
二极管的分类大全一、根据构造分类半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。
与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。
包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:1、点接触型二极管点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。
因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路。
但是,与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流。
因为构造简单,所以价格便宜。
对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言,它是应用范围较广的类型。
2、键型二极管键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔接或银的细丝而形成的。
其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。
与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加,但正向特性特别优良。
多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于50mA)。
在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型。
3、合金型二极管在N型锗或硅的单晶片上,通过合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的。
正向电压降小,适于大电流整流。
因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流。
4、扩散型二极管在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成P型,以此法PN结。
因PN结正向电压降小,适用于大电流整流。
最近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型。
5、台面型二极管PN结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。
其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名。
初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的。
因此,又把这种台面型称为扩散台面型。
对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多。
6、平面型二极管在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,扩散P型杂质,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的PN结。
晶体二极管概念
晶体二极管概念什么是晶体二极管?晶体二极管(Diode)是一种半导体器件,由P型半导体和N型半导体组成。
它具有正向导通和反向截止的特性,是电子学中最基本的元件之一。
晶体二极管的主要功能是将电流限制在一个方向上,从而实现电流的整流和开关控制。
晶体二极管的结构晶体二极管的结构由P型半导体和N型半导体的结合构成。
P型半导体具有正电荷载流子(空穴),而N型半导体具有负电荷载流子(电子)。
当P型半导体和N型半导体连接在一起时,形成了PN结。
PN结上的电子会从N区域向P区域扩散,而空穴则从P区域向N区域扩散。
这种扩散会导致PN结上形成一个电势垒,阻止了进一步的扩散。
晶体二极管的工作原理晶体二极管的工作原理可以分为正向偏置和反向偏置两种情况。
正向偏置当晶体二极管的正端连接到正电压,负端连接到负电压时,即为正向偏置。
在这种情况下,电势垒会变窄,使得电子和空穴能够克服电势垒,通过PN结流动。
这时晶体二极管呈现出低电阻状态,称为正向导通。
正向偏置时,电流从P区域注入到N区域,形成电流流动的闭合回路。
反向偏置当晶体二极管的正端连接到负电压,负端连接到正电压时,即为反向偏置。
在这种情况下,电势垒会变宽,阻止电子和空穴通过PN结。
这时晶体二极管呈现出高电阻状态,称为反向截止。
反向偏置时,只有极小的反向漏电流通过晶体二极管。
晶体二极管的应用晶体二极管由于其独特的电流特性,广泛应用于各种电子设备中。
整流器晶体二极管的最基本应用是作为整流器,将交流电转换为直流电。
在正向偏置的情况下,晶体二极管只允许电流在一个方向上流动,实现了电流的单向传输。
信号检测晶体二极管还可以用作信号检测器。
当信号电压超过晶体二极管的正向电压阈值时,晶体二极管开始导通,将信号提取出来。
光电二极管晶体二极管的一种特殊类型是光电二极管。
光电二极管可以将光能转换为电能,常用于光电探测器和光通信中。
晶体二极管的特性晶体二极管具有以下特性:1.正向电压阈值:晶体二极管在正向偏置时需要一定的电压才能开始导通。
(整理)电子元器件系列知识-二极管
电子元器件系列知识--二极管二极管的特性与应用几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n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p-n 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。
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I0。
当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。
二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。
根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN 结”。
由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1.正向特性。
晶体二极管知识简介
最大整流电流 Im
反向电流
Ico
二极管工作时承受最大的反向电 最大反向工作 Urm 压值,它约等于反向击穿电压的 电压 一半。 最高工作频率 Fm 二极管保持良好的工作特性的最 高频率。
常见二极管外形
常见二极管外形
开关二极管 普通二极管
快 速 整 流 二 极 管
桥整二极管
检波二极管
常见二极管外形
R1
E1 二极管正极为 负电压,反向 偏置状态 E1 VD1
R1
二极管截止, 为开路,回路 中没有电流 VD1
+
综上所述,给二极管加上一定正向电压二极管处于导通 状态,给二极管加上反向电压时,二极管处于截止状态。
二极管导通和截止工作状态判断方法 分析二极管工作状态时,应判断二极管是导通还是截止。 下表是二极管工作状态识别方法,表中,“+”表示正极性电 压,“-”表示负极性电压。 电压极性及状态 工作状态
测量时表针不稳定
二极管正向电阻较大,正向特性不好。
测量时表针不能稳定在某一阻值上,二极 管稳定性能差。
2.脱开电路反向检测法:
用万用表的R ×10K档,黑 表笔接二极管的极负,红表笔接 二极管的正极,此时表针应向右 偏转一个很小的角度,所指示阻 值较大。此时阻值越大越好。 测量反向电阻 数百KΩ 反向电阻为零 远小于几百KΩ 表针不动
R1 等效 VD1 反向电阻很大
R02
二极管正向电流与正向电阻关系的应用
当二极管的正向电流变化时,其正向电阻也在 发生微小的变化,正向电流愈大,正向电阻愈小, 反之则大。 在一些控制电路中,在利用这一特性实现电路 的控制功能。 在电子开关电路中,利用二极管正向电阻和反 向电阻相差很大的特性,可以将二极管作为电子开 关器件,即所谓的开关二极管:二极管导通时,其 内阻很小,相当于开关接通;二极管截止时两引脚 之间的电阻很大,相当于开关的断开。在电路中可 以起到通与断的控制作用。
晶体二极管及其应用
模块1 晶体二极管及其应用【任务导入】随着科学水平的提高,新颖的电子产品不断涌现,如大家熟悉的手机、平板电脑、数码相机等。
它们的出现极大地丰富了我们的文化娱乐生活,这些电子产品都要求电源提供稳定且符合规定数值要求的直流电压。
常用的供电方式有两种:一种是使用市电的直流低压电源,另一种是使用干电池。
干电池又有一次性干电池和可充式干电池之分。
可充式干电池具有可以重复使用的特点,学习本模块内容后,我们可以制作充电器,既能对两节5号或7号可充干电池充电,又能在输出插口中输出一稳定的直流电压,电压的范围为1.5~6V,可自由选择,最大输出电流约为200mA。
导入图1-1所示为充电器的实物图。
导入图1-1 充电器实物图1晶体二极管的使用✧通过实验或演示,了解晶体二极管的单向导电性。
了解晶体二极管的结构、电路符号、引脚判别、伏安特性、主要参数,能在实践中合理使用晶体二极管。
✧了解硅稳压管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等特殊二极管的外形、特征、功能和实际应用。
能用万用表判别二极管极性和质量优劣。
晶体二极管简称二极管,是电子器件中最普通、最简单的一种,其种类繁多,应用广泛。
全面了解、熟悉晶体二极管的结构、电路符号、引脚、伏安特性、主要参数,有助于对电路进行分析。
认识各种二极管的外形特征,对它们有个初步的印象,并熟悉各类二极管的电路符号。
电路符号是电子元器件在电路图中“身份”的标记,它包含大量的识图信息,我们必须牢牢掌握它。
电子技术基础与技能(电气电力类)(第2版)2一、半导体及PN 结半导体器件是在20世纪中期开始发展起来的,具有体积小、重量轻、使用寿命长、可靠性高、输入功率小和功率转换效率高等优点,在现代电子技术中得到了广泛的应用。
1.半导体的基本特性在自然界中存在着许多不同的物质,根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体和半导体三大类。
通常将很容易导电、电阻率小于10-4Ω·cm 的物质,称为导体,例如铜、铝、银等金属材料;将很难导电、电阻率大于1010Ω·cm 的物质,称为绝缘体,例如塑料、橡胶、陶瓷等材料;将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在10-4~1010Ω·cm 范围内的物质,称为半导体。
各种二极管的用途及常用二极管
各种二极管的用途及常用二极管各种二极管的用途常用二极管1.整流二极管作用:利用PN结的单向导电性把交流电变成脉动直流电,整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。
例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。
整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值,并要满足散热条件。
2.检波(也称解调)二极管作用:利用二极管单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号提取出来广泛应用于半导体收音机、录机、电视机及通信等设备的小信号电路中,其工作频率较高,处理信号幅度较弱。
检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,例如2AP系列、1N34/A/、1N60等。
选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管,主要考虑工作频率。
虽然检波和整流的原理是一样的,而整流的目的只是为了得到直流电,而检波则是从被调制波中取出信号成分(包络线)。
检波电路和半波整流线路完全相同。
因检波是对高频波整流,二极管的结电容一定要小,所以选用点接触二极管。
能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。
3.变容二极管又称压控变容器,是根据电压变化而改变节电容的半导体,工作在反向偏压状态。
应用:高频调谐、通信电路中可做可变电容器使用。
有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管,适用于参放的参放变容二极管,以及固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管,用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
4.快速二极管快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的,但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长,约4~5ms,不能适应高频开关电路的要求。
快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等,其反向恢复时间可达10ns。
快速二极管主要包括快恢复二极管和肖特基二极管。
晶体二极管的知识全解
~
故障名称
故障特征
开路(断 二极管正、负极之间已经断开,正向和反向电阻均 路) 为无穷大。二极管开路后,它的负极没有电压输出。
二极管正负极间已经通路,正反向电阻一样大。二
击穿(短 极管击穿后,不一定表现为正负极间电阻为零,会 路) 有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出,会出
现电路过流故障。
二极管没有开路和击穿等明显故障,但性能变劣不
半导体二极管
晶体二极管的知识全解
1.二极管的基础知识 2.二极管的工作原理 3.二极管重要特性 4.二极管常见故障及特征
1、普通二极管概述
半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管。
二极管外形特征: 1)二极管共有两个引 脚,两个引脚轴向伸出; 2)二极管的体积不大, 比一般电阻要小些; 3)部分二极管的外壳上 标有二极管电路符号.
P型半导体,另一 块是N型半导体,
通过特殊工艺使两
块半导体连接在一
起,在它们的界面
处形成了一个PN结,
二极管的两根引脚分别引出于两个半 所以二极管的基本
导体材料,从P型材料上引出正极性引脚,结构是PN结,特性
从N型材料上引出负极性引脚。
也就是PN结特性。
如果将PN结加正向电压,即P区接正极,N区接负 极,如图所示。由于外加电压的电场方向和PN结内电 场方向相反。在外电场的作用下,内电场将会被削弱, 使得阻挡层变窄,扩散运动因此增强。这样多数载流子 将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较 大的扩散电流,称为正向偏置,简称正偏,此时二极管 处于正向导通状态,二极管电阻非常小,趋近于零。
锗材料二极管
பைடு நூலகம்
银色环表示
负极引脚
负极引脚
正极引脚
二极管的基本知识点总结
二极管的基本知识点总结二极管是一种特殊的电子元件,它只允许电流在一个方向上流动。
它是电子学中最简单和最基础的元件之一,被广泛应用于电子设备和电路中。
本文将介绍二极管的基本知识点。
1.二极管的结构二极管有两个电极,分别是正极(阳极)和负极(阴极)。
它由一个PN结构组成,其中P代表正极性材料,N代表负极性材料。
PN结构是由掺杂不同类型的半导体材料形成的。
2.二极管的工作原理当二极管处于正向偏置时,即正极连接到P区,负极连接到N区,它表现出导电特性。
在这种情况下,电流可以沿着PN结从正极流向负极,这被称为正向电流。
当二极管处于反向偏置时,即正极连接到N区,负极连接到P区,它表现出截止特性。
在这种情况下,电流几乎无法通过二极管,这被称为反向电流。
3.二极管的特性曲线二极管的特性曲线是描述二极管电流和电压之间关系的图形。
在正向偏置下,当正向电压增加时,正向电流也随之增加,但增长速度会放缓。
在反向偏置下,当反向电压增加时,反向电流基本上保持很小,直到达到某个临界电压(称为击穿电压),此时反向电流急剧增加。
4.二极管的应用二极管有许多应用,其中最常见的是作为整流器。
由于二极管的正向导通性质,它可以将交流电信号转换为直流电。
因此,二极管常被用于电源电路中。
此外,二极管还可用于电压调节、信号检测、发光二极管(LED)等。
5.二极管的类型根据材料、封装和应用等方面的不同,二极管可以分为多种类型。
最常见的是硅二极管和锗二极管。
硅二极管具有较高的工作温度和较低的反向电流,被广泛应用于各种电子设备和电路中。
锗二极管适用于低功耗应用,但工作温度较低。
总结起来,二极管是一种基础的电子元件,具有将电流限制在一个方向上流动的特性。
它的工作原理和特性曲线表明了它在电路中的应用和功能。
了解二极管的基本知识点对于学习电子学和电路设计非常重要。
最新二极管基本知识介绍
二极管基本知识介绍二极管几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
一、二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n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p-n 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。
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I0。
当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。
二、二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。
根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN 结”。
由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
三、二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1.正向特性在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。
晶体二极管的结构、特性
V 电流方向
正极(阳极) 负极(阴极)
图形符号 结构图
外壳
2、 类型
分类方法
种 类
按材料不同分
硅二极管 锗二极管Βιβλιοθήκη 普通二极管整流二极管
稳压二极管
按用途不同分 开关二极管
发光二极管
光电二极管
变容二极管
玻璃封装二极管 按外壳封装的材
塑料封装二极管 料不同分
金属封装二极管
说明 硅材料二极管,常用二极管 锗材料二极管 常用二极管 主要用于整流 常用于直流电源 专门用于开关的二极管,常用于数字电路 能发出可见光,常用于指示信号 对光有敏感作用的二极管 常用于高频电路 检波二极管采用这种封装材料 大量使用的二极管采用这种封装材料 大功率整流二极管采用这种封装材料
纯净的半导体称为本征半导体,它的导电能力很弱,利用半导体的掺 杂特性,可制成N型和P型两种杂质半导体。 (二)PN结及其单向导电性 1、PN结
把P型半导体和N型半导体用特殊的工艺使其结合在一起,就会在 交界处形成一个特殊薄层,该薄层称为“PN结”。
PN结
2、PN结的单向导电性 (1)PN结加正向电压,PN结导通。 (2)PN结加反向电压,PN结截止。 结论:PN结加正向电压导通,加反向电压截止,这就是PN结的“单向导 电性”。
2、 半导体二极管 (一)二极管的结构、符号和分类
1、 结构和符号 半导体二极管又叫晶体二极管,简称二极管,它的内部是由一个PN 结构成,外部引出两个电极,从P区引出的电极为二极管的正极,又叫 阳极;从N区引出的电极为二极管的负极,又叫阴极。
二极管有一个PN结、两个电极,其主要特性是单向导电性。文字符 号用V表示。图形符号中箭头的方向表示二极管正向导通时电流的方 向,正常工作时电流由正极流向负极。
2-2晶体二极管
R VZ 4.5V
4.5V
vI
vO
4.5V
2V -6V
2V -0.7V
(2) 性能参数
(a) 稳定电压VZ
流过稳压管的反向电流为规定的测试值时,稳压管 两端的电压。
(b) 稳定电流IZ(或最小稳定电流IZMin)
保证稳压管具有正常稳压性能的最小工作电流。由 VZMin确定。
(c) 最大稳定电流IZMax
模型应用举例
分析含有二极管的电路,首先要判断二 极管是导通还是截止。 一般方法是:先假设二极管截止(断开), 分析出二极管阳极和阴极的电压差,然后根 据具体的模型判断。 以硅管为例,理想模型:电压差和0V比 较;恒压降模型:电压差和0.7V比较。
例2.1 :设简单二极管基本电 路如图所示, 10k R 设VDD 10V,求电路的 D和VD值。 I (应用理想 模型、恒压降模型求.3
晶体二极管的主要参数
1.最大整流电流Ir:允许通过的最大正向平 均电流。 ( 几mA~几A) 2.最高反向工作电压URM:允许的反向电压的最 大值。 ( 几十V~几千V) 3.反向电流IR : 加上规定反向电压时的反向 电流。 4.最高工作频率fm:二极管工作在高频时, 电流容易从结电容通过,使管子的单向导电性 能变差,甚至可能失去单向导电性,为此规定 一个最高工作频率,它主要决定于PN结结电容 的大小,结电容愈大,则fM愈低。
二极管导通
vO v D VREF 0.7 3 3.7V
(2) 开关电路
例:由二极管组成的开关电 路如图所示, I 、 v
1
v I 为 0V或 5V,求v I 、v I 取不同组合时,
2 1 2
输出电压vO的值(设二极管是理想的 )。
电工电子元器件认识 - 晶体二极管结构与用途
晶体二极管结构与用途任务目标;二极管的结构,参数、和用途。
学习目标;了解二极管的结构,参数、和用途。
晶体二极管又叫半导体二极管,是半导体器件中最基础的器件,它是由半导体单晶材料(硅和锗)制成,所以也叫半导体器件。
二极管在当代汽车电路中应用较多,如发电机的整流电路(如图1所示)、音响保护电路、汽车电脑稳压电路和保护电路(如图2所示)等。
图1整流二极管图2贴片二极管1、晶体二极管的结构、电路符号和分类具有一个PN结的半导体器件称为半导体二极管,简称二极管。
晶体二极管是由一个PN结加上接触电极、引线和管壳构成的,从P区引出的线为正极或称阳极,从N区引出的线为负极或称阴极,用字母“D"表示。
晶体二极管电路符号如图3所示。
根据PN结接触面的大小,二极管可分为点接触型和面接触型两类。
如图4所示,图a)为点接触型,图b)为面接触型。
图3晶体二极管电路符号图4晶体二极管结构a)点接触型 b)面接触型点接触型二极管(一般是锗型二极管)的特点PN结的结面积小,不能通过大电流,只能通过儿十毫安以下的电流。
但是,由于其PN结的结电容小,因此,可用于高频信号的检波电路、脉冲数字电路以及微小电流的整流电路。
使用时应注意,它不能承受较高的反向电压和大电流。
面接触型二极管(一般是硅型二极管)的特点PN结的结面积大,可以通过较大的电流(儿白毫安至儿白安),但是,由于其结电容大,因此,不能用在高频电路中,只适用于低频电路和整流电路中。
在汽车上发电机整流电路中都采用面接触型二极管。
根据所用半导体材料不同可分:锗型二极管和硅型二极管两大类。
依据用途不同可分:普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极管、光电二极管、发光二极管等。
2、国产晶体二极管命名按国家标准GB249-74规定,国产二极管的型号由五个部分组成。
国产二极管型号见表5。
国产二极管型号表53、二极管的检测1)判断二极管的极性(1)从外观上识别二极管的极性二极管的极性,有的可以从外观上进行识别。
二极管全套讲解
二极管全套讲解二极管是常用的电子器件之一,也是最简单的一个。
它由一个正向导电的 PN 结组成,正向通电时它会产生电流,反向则会阻挡电流。
下面我们来全面讲解二极管。
一、二极管的结构和性质二极管由P型(正型)和N型(负型)半导体材料组成。
接着,我们来看一下二极管的具体结构和性质。
1、P型半导体的材料构成P型半导体的材料构成是由硼、铝、镓等掺杂在硅材料中,这样就会形成空穴。
空穴是保护不相关位置上的电子,有助于产生正电荷的区域。
P型半导体在导电电子数上较小。
3、PN结PN结是由P型和N型半导体材料组成,构成一个二极管。
对于PN结,当施加正向电压时,P型区和N型区中的电子和空穴就会向PN结的中央靠拢,形成电流;当施加反向电压时,电子和空穴会被阻隔在P型区和N型区内,无法形成电流。
二、二极管的工作原理二极管的工作原理基于PN结的电子漂移,当施加正向电压时,P型半导体的空穴从P型半导体流动到N型半导体,N型半导体中的电子流动到P型半导体中。
这样就形成了电流和电压,达到导电的效果。
当反向电压加大时,则阻隔了电子和空穴在PN结上的运动,此时 PN结的电容迅速加大,阻抗也迅速增大,电流急剧减小,电阻值变大,二极管失去导电能力,进入截止状态。
三、二极管的分类1、小信号二极管小信号二极管一般用于低功率的电路中,常规电路中常见的二极管都是小信号二极管,它的最大反向电压一般为100V以下,功率为0.5W以下。
2、大功率二极管大功率二极管适用于高功率的电路中,主要用于开关电路、变换器等大功率输出电路的控制,最大反向电压可达60V以上,功率可达到数百瓦。
3、光电二极管光电二极管的发波效应最大,一般用于光传感器、物位开关、光电转换等。
四、二极管的应用及注意事项1、电流正向导通、反向截止的特性使得它在整流、稳压及其它电路中得到了广泛的应用。
2、在整流电路中,可以利用二极管的正向导通来将交流信号转变为直流信号。
3、在稳压电路中,可以利用二极管的常数反向电压处理前的电压波动,以达到稳定电压输出的目的。
二极管的结构及类型
15
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
硅管的伏安特性
锗管的伏安特性
4
1)正向特性 当正向电压比较小时,正向电流很小,几乎为零。
相应的电压叫死区电压。范 围称死区。死区电压与材料和温 度有关,硅管约 0.5 V 左右,锗 管约 0.1 V 左右。
当正向电压超过死区电压后, 随着电压的升高,正向电流迅速 增大。
二极管加正向电压,即 U > 0,且 U >> UT ,则
U
U
e UT 1 ,可得 I ISe UT ,说明电流 I 与电压 U
基本上成指数关系。
7
结论: 二极管具有单向导电性。加正向电压时导通,呈现 很小的正向电阻,如同开关闭合;加反向电压时截止, 呈现很大的反向电阻,如同开关断开。 从二极管伏安特性曲线可以看出,二极管的电压与 电流变化不呈线性关系,其内阻不是常数,所以二极管 属于非线性器件。
=ui。故输出电压uo 的波形如图 (b)所示。
E
0
i +
D
R
+
uo
E --
(a)
t
t
(b)
12
1.伏安特性
I/mA
+ 正向
U
O U/V + I
反向
三、 稳压二极管
一种特殊的面接触型半 导体硅二极管。 稳压管工作于反向击穿区。
DZ 阴极
+ 阳极
(b) 稳压管符号
D1
D2
Uon
rd
(a) 稳压管伏安特性
(c) 稳压管等效电路
13
2. 稳压管的参数主要有以下几项: 1)稳定电压 UZ 稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。