晶體二極管
發布時間:2011/8/20 14:21:17 訪問次數:3234
半導體二極管是一個外加引線和管殼的PN結,同PN縮一樣具有單向導電性。二極管種類繁多,按半導體材料的不同可分為硅二極管、鍺二極管和砷化鎵二極管等;按其內部結構的不同可分為點接觸型、面接觸型和平面型二極管三類;按功能不同可分為普通二極管、整流二極管、發光二極管、穩壓二極管和光敏二極管等。圖3-10示出了幾種常見的二極管。
下面簡單介紹幾種常用二極管。
1.穩壓二極管
穩壓二極管在電子設備電路中,起穩定電壓的作用。穩壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩壓作用是通過二極管的PN結反向擊穿后使其兩端電壓變化很小,基本維持一個恒定值來實現的。當反向電壓小于擊穿電壓時,一反向電流很小;當反向擊穿電壓接近擊穿電壓時反向電流劇增。穩壓二極管在反向擊穿前的導電特性與普通整流、檢波二極管相似;在擊穿電壓下,只要控制通過的電流不超過額定值,就可以安全工作在反向擊穿狀態下,其管子兩端電壓基本保持不變,起到穩壓的作用。
穩壓二極管的主要參數如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指穩壓二極管長時間工作時,允許通過的最大反向電流值。在使用穩壓二極管時,其工作電流不能超過這個數值,否則,可能會把穩壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過穩壓管的電流不超過允許值。
(2)穩定電壓
穩壓二極管在起穩壓作用的范圍內,其兩端的反向電壓值稱為穩定電壓。不同型號的穩壓二極管,穩定電壓是不同的。
(3)動態電阻
穩壓二極管在直流電壓的基礎上,再加上一個增量電壓,穩壓二極管就會有一個增量電流。增量電壓與增量電流的比值,就是穩壓管的動態電阻。動態電阻反映了穩壓二極管的穩壓特性,英值越小,穩壓管性能越好。
2.整流二極管
整流二極管的內部結構為一個PN結,外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單向導電性,將交流電變為脈動直流電。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結面積大、結電容大,但工作頻率低。
整流二極管的主要參數如下。
(1)最大整流電流
最大整流電流是指整流二極管長時間工作所允許通過的最大電流值。
(2)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規定電壓所允許的值,如超過這個允許值,整流管就可能被擊穿。
(3)最高反向電流
最高反向電流是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時,允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向導電性能越好。
(4)最高工作頻率
最高工作頻率是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時,必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向導電性受影響。
3.變容二極管
變容二極管是利用PN結空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變容二極管為反偏二極管,其結電容就是耗盡層的電容,因此可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導電板之間有介質。一般的二極管多數情況下,其結電容很小,不能有效利用。變容二極管的結構特殊,它具有相當大的內部電容量,并可像電容器一樣地運用于電子電路中。
變容二極管的主要參數如下。
(1)最高反向電壓
最高反向電壓是指在變容二極管兩端的反向電壓不能超過的允許值。
(2)反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變容二極管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
(3)結電容
結電容是指在一特定反向偏壓下,變容二極管內部PN結的電容。
(4)結電容變化范圍
結電容變化范圍指反向電壓從OV變化到某一值時,結電容變化的范圍。
(5)品質因數.(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質困數Q。變容二極管所具有的內部電容,同樣具有一定的Q值,并且大多數變容二極管具有很高的Q值。由于變容管的電容量與反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加而增加。
4.發光二極管
發光二極管的內部結構為一個PN結,而且具有晶體管的通性,即單向導電性。當發光二極管的PN結上加上正向電壓時,由于外加電壓產生電場的方向與PN結內電場方向相反,使PN結勢壘(內總電場)減弱,則載流子的擴散作用占了優勢。于是P區的空穴很容易擴
散到N區,N區的電子也很容易擴散到P區,相互注入的電子和空穴相遇后會產生復合。復合時產生的能量大部分以光的形式出現,就會使二極管發光。
發光二極管采用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。不同材料制成的發光二極管,能發出不同顏色的光,有發綠色光的磷化鎵發光二極管,有雙向變色發光二極管(加正向電壓時發紅光,加反向電壓時發綠色光),還有三顏色變色發光二極管等等。
發光二極管的外形有圓形、方形、三角形、組合型等,封裝形式有透明和散射的,有無色和著色的等。著色散射型用D表示,白色散射型用w表示,無色透明型用c表示,著色透明型用T表示。封裝形式有金屬、陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
發光二板管的主要參數如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指發光二極管長期正常工作時,所允許通過的最大電流。
(2)正向電壓
正向電壓是指通過規定的正向電流時,發光二極管兩端產生的正向電壓。
(3)反向電流
反向電流是指發光二極管兩端加上規定的反向電壓時,管內的反向電流。
(4)發光強度
發光強度表示發光二極管亮度大小的參數,其值為通過規定的電流時,在管芯垂直方向上單位面積所通過的光通量,單位是mcd。
(5)發光波長
發光波長指發光二極管在一定工作條件下,所發出光的峰值(為發光強度最大一點)對應的波長,也稱峰值波長。
5.開關二極管
開關二極管是利用二極管的單向導電性,在半導體PN結加上正向偏壓后,在導通狀態下,電阻很小(幾十到幾百Ω);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100MΩ以上)。利用開關二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關斷的作用,成為一個理想的電子開關。開關二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關速度很快。
常用開關二極管可分為小功率和大功率兩種。小功率開關二極管主要使用于電視機、收錄機及其他電子設備的開關電路、檢波電路、高頻高速脈沖整流電路等,主要型號有2AK系列(用于中速開關電路)、2CK系列(硅平面開關,適用于離速開關電路)等。合資生產的小功率開關管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。大功率開關二極管主要用于各類大功率電源作高頻整流、橋式整流及其他開關電路,主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關二極管(采用國外標準生產的、型號相同)等。
開關二極管的主要參數如下。
(1)反向恢復時間
反映開關二極管特性好壞的一個參數。開關二極管的開關時間為開通時間和反向恢復時間的總和。開通時間是指開關二極管從截止至導通所需時間,開通時間很短,一般可以忽略;反向恢復時間是指導通至截止所用時間,反向恢復時間遠大于開通時間。因此反向恢復時間為開關二極管主要參數。一般硅開關二極管的反向恢復時間小于3ns~lOns;鍺開關二極管的反向恢復時間要長一些。
(2)反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指在開關二極管兩端的反向電壓超過規定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
(3)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指加在開關二極管兩端的反向電壓不能超過規定的允許值。
(4)正向電流
正向電流指開關二極管在正向工作電壓下工作時,允許通過開關二極管的最大正向電流。
HC5502B
半導體二極管是一個外加引線和管殼的PN結,同PN縮一樣具有單向導電性。二極管種類繁多,按半導體材料的不同可分為硅二極管、鍺二極管和砷化鎵二極管等;按其內部結構的不同可分為點接觸型、面接觸型和平面型二極管三類;按功能不同可分為普通二極管、整流二極管、發光二極管、穩壓二極管和光敏二極管等。圖3-10示出了幾種常見的二極管。
下面簡單介紹幾種常用二極管。
1.穩壓二極管
穩壓二極管在電子設備電路中,起穩定電壓的作用。穩壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩壓作用是通過二極管的PN結反向擊穿后使其兩端電壓變化很小,基本維持一個恒定值來實現的。當反向電壓小于擊穿電壓時,一反向電流很小;當反向擊穿電壓接近擊穿電壓時反向電流劇增。穩壓二極管在反向擊穿前的導電特性與普通整流、檢波二極管相似;在擊穿電壓下,只要控制通過的電流不超過額定值,就可以安全工作在反向擊穿狀態下,其管子兩端電壓基本保持不變,起到穩壓的作用。
穩壓二極管的主要參數如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指穩壓二極管長時間工作時,允許通過的最大反向電流值。在使用穩壓二極管時,其工作電流不能超過這個數值,否則,可能會把穩壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過穩壓管的電流不超過允許值。
(2)穩定電壓
穩壓二極管在起穩壓作用的范圍內,其兩端的反向電壓值稱為穩定電壓。不同型號的穩壓二極管,穩定電壓是不同的。
(3)動態電阻
穩壓二極管在直流電壓的基礎上,再加上一個增量電壓,穩壓二極管就會有一個增量電流。增量電壓與增量電流的比值,就是穩壓管的動態電阻。動態電阻反映了穩壓二極管的穩壓特性,英值越小,穩壓管性能越好。
2.整流二極管
整流二極管的內部結構為一個PN結,外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單向導電性,將交流電變為脈動直流電。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結面積大、結電容大,但工作頻率低。
整流二極管的主要參數如下。
(1)最大整流電流
最大整流電流是指整流二極管長時間工作所允許通過的最大電流值。
(2)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規定電壓所允許的值,如超過這個允許值,整流管就可能被擊穿。
(3)最高反向電流
最高反向電流是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時,允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向導電性能越好。
(4)最高工作頻率
最高工作頻率是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時,必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向導電性受影響。
3.變容二極管
變容二極管是利用PN結空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變容二極管為反偏二極管,其結電容就是耗盡層的電容,因此可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導電板之間有介質。一般的二極管多數情況下,其結電容很小,不能有效利用。變容二極管的結構特殊,它具有相當大的內部電容量,并可像電容器一樣地運用于電子電路中。
變容二極管的主要參數如下。
(1)最高反向電壓
最高反向電壓是指在變容二極管兩端的反向電壓不能超過的允許值。
(2)反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變容二極管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
(3)結電容
結電容是指在一特定反向偏壓下,變容二極管內部PN結的電容。
(4)結電容變化范圍
結電容變化范圍指反向電壓從OV變化到某一值時,結電容變化的范圍。
(5)品質因數.(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質困數Q。變容二極管所具有的內部電容,同樣具有一定的Q值,并且大多數變容二極管具有很高的Q值。由于變容管的電容量與反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加而增加。
4.發光二極管
發光二極管的內部結構為一個PN結,而且具有晶體管的通性,即單向導電性。當發光二極管的PN結上加上正向電壓時,由于外加電壓產生電場的方向與PN結內電場方向相反,使PN結勢壘(內總電場)減弱,則載流子的擴散作用占了優勢。于是P區的空穴很容易擴
散到N區,N區的電子也很容易擴散到P區,相互注入的電子和空穴相遇后會產生復合。復合時產生的能量大部分以光的形式出現,就會使二極管發光。
發光二極管采用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。不同材料制成的發光二極管,能發出不同顏色的光,有發綠色光的磷化鎵發光二極管,有雙向變色發光二極管(加正向電壓時發紅光,加反向電壓時發綠色光),還有三顏色變色發光二極管等等。
發光二極管的外形有圓形、方形、三角形、組合型等,封裝形式有透明和散射的,有無色和著色的等。著色散射型用D表示,白色散射型用w表示,無色透明型用c表示,著色透明型用T表示。封裝形式有金屬、陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
發光二板管的主要參數如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指發光二極管長期正常工作時,所允許通過的最大電流。
(2)正向電壓
正向電壓是指通過規定的正向電流時,發光二極管兩端產生的正向電壓。
(3)反向電流
反向電流是指發光二極管兩端加上規定的反向電壓時,管內的反向電流。
(4)發光強度
發光強度表示發光二極管亮度大小的參數,其值為通過規定的電流時,在管芯垂直方向上單位面積所通過的光通量,單位是mcd。
(5)發光波長
發光波長指發光二極管在一定工作條件下,所發出光的峰值(為發光強度最大一點)對應的波長,也稱峰值波長。
5.開關二極管
開關二極管是利用二極管的單向導電性,在半導體PN結加上正向偏壓后,在導通狀態下,電阻很小(幾十到幾百Ω);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100MΩ以上)。利用開關二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關斷的作用,成為一個理想的電子開關。開關二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關速度很快。
常用開關二極管可分為小功率和大功率兩種。小功率開關二極管主要使用于電視機、收錄機及其他電子設備的開關電路、檢波電路、高頻高速脈沖整流電路等,主要型號有2AK系列(用于中速開關電路)、2CK系列(硅平面開關,適用于離速開關電路)等。合資生產的小功率開關管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。大功率開關二極管主要用于各類大功率電源作高頻整流、橋式整流及其他開關電路,主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關二極管(采用國外標準生產的、型號相同)等。
開關二極管的主要參數如下。
(1)反向恢復時間
反映開關二極管特性好壞的一個參數。開關二極管的開關時間為開通時間和反向恢復時間的總和。開通時間是指開關二極管從截止至導通所需時間,開通時間很短,一般可以忽略;反向恢復時間是指導通至截止所用時間,反向恢復時間遠大于開通時間。因此反向恢復時間為開關二極管主要參數。一般硅開關二極管的反向恢復時間小于3ns~lOns;鍺開關二極管的反向恢復時間要長一些。
(2)反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指在開關二極管兩端的反向電壓超過規定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
(3)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指加在開關二極管兩端的反向電壓不能超過規定的允許值。
(4)正向電流
正向電流指開關二極管在正向工作電壓下工作時,允許通過開關二極管的最大正向電流。
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