二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。二极管的电路符号如图1所示。二极管有两个电极,由P区引出的电极是正极,又叫阳极;由N区引出的电极是负极,又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向,二极管的文字符号用VD表示。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN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PN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。[5]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。 二极管虽小,但它在现代电子设备中发挥着巨大作用。1N4737A,133 稳压(齐纳)二极管SOD66
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。 STTH10BC065CT二极管性能稳定,是电子电路长期稳定运行的重要保障。
二极管在电子电路的作用有:限幅:二极管正向导通后,其正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,二极管可以作为限幅元件,在电路中把信号幅度限制在一定范围内,保护后续电路免受过大信号的损害。续流:在开关电源的电感中和继电器等感性负载中,二极管可以起到续流的作用,保证电路的稳定工作。在感性负载中,当开关断开时,由于电感的作用,电流不会立即消失,此时二极管可以提供一个通路,使得电流逐渐减小,防止电感产生过高的反电动势。检波:在收音机中,二极管起到检波的作用,将无线电信号转换为音频信号。检波是收音机接收信号的重要步骤,使得人们可以听到广播内容。
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。二极管的正向电压降是评价其性能的重要指标之一。
二极管的工作原理的理解,对于电子爱好者来说至关重要。它的重要结构包括P型半导体和N型半导体,二者之间形成一个PN结。在PN结中,由于两种半导体的特性差异,会产生一个电场,这个电场会阻止电流的自由流动。然而,当在二极管两端施加足够大的正向电压时,电场被克服,电流得以通过;而施加反向电压时,电场加强,电流几乎无法通过。这种特性使得二极管在电路中能够起到限流、稳压的作用,保护其他元件免受电流过大的损害。随着科技的不断发展,二极管的应用领域也在不断拓宽。从一开始的收音机、电视机等家电产品,到如今的计算机、手机等高科技产品,都离不开二极管的身影。同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,二极管的性能也在不断提升。例如,某些特殊类型的二极管具有更高的开关速度、更低的功耗、更好的稳定性等特点,为电子设备的性能提升提供了有力支持。二极管的工作温度范围对其性能和使用寿命有重要影响。PMPB33XN,115 MOS(场效应管)SOT1220
二极管还应用于电源管理,有效提高了电源利用效率,降低了能耗。1N4737A,133 稳压(齐纳)二极管SOD66
二极管导通时相当于开关闭合(电路接通),截止时相当于开关打开(电路切断),所以二极管可作开关用,常用型号为1N4148。由于半导体二极管具有单向导电的特性,在正偏压下PN结导通,在导通状态下的电阻很小,约为几十至几百欧;在反向偏压下,则呈截止状态,其电阻很大,一般硅二极管在10ΜΩ以上。高频条件下,二极管的势垒电容表现出来极低的阻抗,并且与二极管并联。当这个势垒电容本身容值达到一定程度时,就会严重影响二极管的开关性能。极端条件下会把二极管短路,高频电流不再通过二极管,而是直接绕路势垒电容通过,二极管就失效了。而开关二极管的势垒电容一般极小,这就相当于堵住了势垒电容这条路,达到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。 1N4737A,133 稳压(齐纳)二极管SOD66