關(guān)于半導(dǎo)體二極管

關(guān)于半導(dǎo)體二極管分類(lèi)：按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三類(lèi)。1.點(diǎn)接觸型二極管，通過(guò)的電流小，結(jié)電容小，適用于高頻電路和開(kāi)關(guān)電路。2.面接觸型二極管，結(jié)面積大，電流大，結(jié)電容大，適用于低頻整流電路。3.平面型二極管，結(jié)面積較大時(shí)可以通過(guò)較大電流，適用于大功率整流，結(jié)面積較小時(shí)，可作為數(shù)字電路中的開(kāi)關(guān)管。

陽(yáng)極陰極二極管外形示意圖二極管結(jié)構(gòu)：1.1.1半導(dǎo)體二極管符號(hào)、特性、參數(shù)1.二極管的符號(hào)二極管是由PN結(jié)加相應(yīng)的電極和管殼封裝制成的，如圖所示，P區(qū)的引出線(xiàn)稱(chēng)二極管的正極，N區(qū)的引出線(xiàn)稱(chēng)二極管的負(fù)極。雖然二極管在材料和制造工藝上各不相同，但在電路圖中均可用圖的電氣符號(hào)來(lái)表示，圖中ID的箭頭表示二極管導(dǎo)通時(shí)的電流方向。

2.二極管的伏安特性二極管的伏安特性是指二極管兩端的電壓和流過(guò)二極管的電流的關(guān)系曲線(xiàn)，它是二極管應(yīng)用的理論根據(jù)。二極管的伏安特性可用逐點(diǎn)描法或用專(zhuān)用的晶體管特性圖示儀直接測(cè)得。圖所示為二極管的伏安特性曲線(xiàn)?，F(xiàn)對(duì)該曲線(xiàn)進(jìn)行分段說(shuō)明。二極管理論伏安特性曲線(xiàn)(1)正向特性。OA段：常稱(chēng)“死區(qū)”，表示由于起始部分正向電壓較小，正向電流也非常小，幾乎為零，OA段的電壓稱(chēng)死區(qū)電壓或門(mén)檻電壓UT，其大小隨管子的材料和溫度的不同而改變，一般取硅管為0.5V，鍺管為0.1V。AB段：稱(chēng)為正向?qū)▍^(qū)，表示外加電壓越過(guò)死區(qū)電壓后，隨著電壓增大，正向電流急速增大，二極管正常導(dǎo)通后管子兩端的正向壓降很小，且?guī)缀醪浑S電流而改變，一般取硅管為0.7V，鍺管為0.3V。(2)反向特性。OC段：稱(chēng)為反向截止區(qū)，表示反向電壓增加時(shí)，反向電流IS很小且?guī)缀醪蛔?，小功率硅管IS小于1μA，鍺管IS為幾微安到幾十微安，通常都可忽略，但I(xiàn)S受溫度影響大，實(shí)驗(yàn)證明，溫度每升高10℃時(shí)，Is將增大一倍。CD段：稱(chēng)為反向擊穿區(qū)，表示反向電壓增大到超過(guò)某一值時(shí)，反向電流急劇增大，這一現(xiàn)象稱(chēng)為反向擊穿，反向擊穿時(shí)所加的電壓叫反向擊穿電壓，記為UBR，反向擊穿電流過(guò)大會(huì)使普通二極管燒壞，稱(chēng)為擊穿短路。iDouD-200-10020406080100-10-30-2075℃20℃(mA)(v)(μA)12iDouD20406080100(mA)(v)-40-80-0.1-0.20.40.82CP1020的伏安特性曲線(xiàn)~2AP15的伏安特性曲線(xiàn)伏安特性曲線(xiàn)結(jié)論：二極管的伏安特性對(duì)溫度很敏感，溫度升高時(shí)，正向特性曲線(xiàn)向左移，反向特性曲線(xiàn)向下移。3.二極管的主要參數(shù)電子器件的參數(shù)是其特性的定量描述，也是實(shí)際工作中根據(jù)要求選用器件的主要依據(jù)。二極管的主要參數(shù)有：(1)最大整流電流IF。指二極管長(zhǎng)期安全應(yīng)用時(shí)，允許通過(guò)管子的最大正向平均電流。IF的數(shù)值是由二極管允許的溫升所限定的。使用時(shí)，管子的平均電流不得超過(guò)此值，否則，二極管PN結(jié)將可能因過(guò)熱而損壞。(2)最大反向工作電壓UR。指工作時(shí)加在二極管兩端的反向電壓不得超過(guò)此值，為了留有余地，手冊(cè)上查到的UR通常取反向擊穿電壓UBR的一半。(a)二極管直流電阻(b)二極管交流電阻圖1.3二極管的直流電阻和交流電阻1.1.2二極管的作用二極管有單向?qū)щ娦裕瑫r(shí)在正反向工作區(qū)和擊穿區(qū)還有一些電氣特性。主要作用：

1、整流（整流二極管，比如1N4001-1N4007系列）

2、檢波（AM接收機(jī)內(nèi)）

3、限幅或者鉗位（運(yùn)放輸出端經(jīng)?？梢砸?jiàn)到）

4、高速開(kāi)關(guān)（我常用1N4148作開(kāi)關(guān)）5、穩(wěn)壓（各種類(lèi)型的穩(wěn)壓二極管）

6、變?nèi)荩‵M接收機(jī)里面可能用到）

7、發(fā)光（LED，還有一些激光二極管）

1.1.3二極管單向?qū)щ娞匦詰?yīng)用電路介紹1.半波整流和橋式整流電路電子設(shè)備所需的直流電源，除少數(shù)情況用化學(xué)電池外，大部分都是由交流電網(wǎng)經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后得到的。整流，就是通過(guò)二極管的單向?qū)щ娦缘淖饔?，把交流電變成直流電的過(guò)程，單相整流電路分半波整流電器路和橋式整流電路。(a)半波整流電路(b)半波整流輸入輸出的電壓波形圖1.4半波整流

圖1.4(a)所示為純電阻負(fù)載的半波整流電路，由交流變壓器T，整流二極管VD和負(fù)載電阻RL組成。其中u1表示電網(wǎng)電壓，u2表示變壓器次級(jí)邊電壓。設(shè)u2＝U2sinωt，由于二極管的單向?qū)щ娦缘淖饔?，?dāng)電源電壓為正半周時(shí)，二極管承受正向的電壓而導(dǎo)通，有電流流過(guò)負(fù)載，負(fù)載上得到一個(gè)上正下負(fù)的電壓，當(dāng)忽略二極管上的電壓降時(shí)，負(fù)載上的電壓uL等于電源變壓器次級(jí)邊的電壓u2；當(dāng)電源電壓為負(fù)半周時(shí)，二極管承受反向電壓而截止，沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載，此時(shí)，負(fù)載上的電壓uL＝0。整流波形如圖1.4(b)所示。由圖1.4可以看出，一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載上只有半個(gè)電壓波形輸出，方向是單方向的，大小卻是變化的，稱(chēng)脈動(dòng)直流電壓，它的大小常用一個(gè)周期內(nèi)的平均值來(lái)表示。(1)半波整流電路(a)橋式整流電路(b)橋式整流輸入輸出的電壓波形圖1.5橋式整流圖1.5(a)所示為橋式整流電路，設(shè)電源變壓器的次級(jí)邊電壓u2＝U2sinωt，四只二極管接成電橋的形式，當(dāng)電源為正半周時(shí)，VD1、VD3承受正向電壓而導(dǎo)通，VD2、VD4承受反向電壓而截止，導(dǎo)電通路為a→VD1→RL→VD3→b，負(fù)載上流過(guò)電流；當(dāng)電源為負(fù)半周時(shí)，VD2、VD4承受正向電壓而導(dǎo)通，VD1、VD3承受反向電壓而截止，導(dǎo)通回路為b→VD2→RL→VD4→a，負(fù)載上流過(guò)電流，即一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載上都有電流流過(guò)，且方向一致，uL為雙半周波形。如圖1.5(b)所示。(2)橋式整流電路2．二極管限幅電路(a)二極管限幅電路(b)電路(a)的輸入輸出波形圖1.6二極管限幅電路3．二極管鉗位電路