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晶体二极管的特点和作用

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发表于 2020-9-28 15:12:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
    电子元件家族当中,有一种只允许电流由单一方向流过,具有两个电极的元件,称为二极管,英文是“Diode”,是现代电子产业的基石。北京南电科技能够为客户提供包括二三极管、IC、MOS管与IGBT在内的多种元器件,极大满足了消防安防、电源电力、汽车电子、医疗器械、仪器仪表、智能硬件等诸多行业客户需求。
    晶体二极管
    又称半导体二极管。1947年,美国人发明。在半导体二极管内部有一个PN结和两个引出端。
    晶体二极管分类
    晶体二极管可按材料不同和PN结结构不同,进行分类。
    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。
    其PN结的静电容量小,适用于高频电路。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。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。
    制作工艺:将细铝丝的一端接在阳极引线上,另一端压在掺杂过的N型半导体上。加上电压后,细铝丝在接触点处融化并渗入融化部分的中。这样,接触点实际上是P型半导体,并附着在N型半导体上形成PN结。
    面接触型二极管
    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。面接触型晶体二极管比较适用于大电流开关。
    平面型二极管
    平面型二极管是一种特制的硅二极管,得名于半导体表面被制作得平整。最初,对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的,故又把平面型称为外延平面型。
    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。因PN结合的表面被氧化膜覆盖,稳定性好和寿命长。
    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。
    晶体二极管性能参数
    最大整流电流Idm:二极管连续工作允许通过的最大正向电流;电流过大,二极管会因过热烧毁;大电流整流可加装散热片。
    最大反向电压Urm:Urm一般小于反向击穿电压,选规格以Urm为准,并留有余量;过电压易损坏二极管。
    反向饱和电流Is:二极管外加反向电压时的电流值;Is反向击穿前很小,变化也很小;Is会随温度的升高而升高,一般地,常温下硅管Is<1μA,锗管Is=30~300μA。
    最高工作频率Fm:指二极管能保持良好工作特性的最高工作频率。
    不同用途的二极管差异
    整流二极管
    大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能,
    将交流电能转变为直流电能。
    面接触结构,多采用硅材料,能承受较大的正向电流和较高的反向电压。性能较稳定,但因结电容较大,不宜工作在高频电路中,所以不能作为检波管使用。有金属和塑料封装。
    检波二极管
    检波二极管是用于把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。
    锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。
    类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
    多采用玻璃封装或陶瓷外壳封装,以获得良好的高频特性。
    开关二极管
    开关二极管是半导体二极管的一种,是为在电路上进行“开”、“关”而特殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短。
    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。
    开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从导通到截止的时间叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间,故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的,像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒,即使是锗开关二极管,也不过几百纳秒。
    开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点,广泛应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。
    稳压二极管
    稳压二极管,是指利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。
    稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿。
    变容二极管
    变容二极管(VaractorDiodes)又称"可变电抗二极管"。材料多为硅或砷化镓单晶,并采用外延工艺技术。
    它一种利用PN结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管,其结构图如下。
    变容二极管的作用是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件,在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。
    变容二极管属于反偏压二极管,改变其PN结上的反向偏压,即可改变PN结电容量。反向偏压越高,结电容则越少,反向偏压与结电容之间的关系是非线性的。
    变容二极管的电容值与反向偏压值的关系图解:
    反向偏压增加,造成电容减少;
    反向偏压减少,造成电容增加;
    反偏电压愈大,则结电容愈小。
    发光二极管
    发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。
    当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
    阻尼二极管
    阻尼二极管类似于高频、高压整流二极管,其特点是具有较低有电压降和较高的工作频率,且能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流。
    阻尼二极管主要用在电视机中,作为阻尼二极管、升压整流二极管或大电流开关二极管使用。



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发表于 2023-6-5 15:27:57 | 显示全部楼层
非常详细清楚!
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发表于 2023-6-6 17:25:52 | 显示全部楼层
科谱到了
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