關(guān)于半導(dǎo)體二極管

關(guān)于半導(dǎo)體二極管分類：按結(jié)構(gòu)分為點接觸型、面接觸型和平面型三類。1.點接觸型二極管，通過的電流小，結(jié)電容小，適用于高頻電路和開關(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)面積較大時可以通過較大電流，適用于大功率整流，結(jié)面積較小時，可作為數(shù)字電路中的開關(guān)管。

陽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、特性、參數(shù)1.二極管的符號二極管是由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)的引出線稱二極管的正極，N區(qū)的引出線稱二極管的負極。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來表示，圖中ID的箭頭表示二極管導(dǎo)通時的電流方向。

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二極管的電流的關(guān)系曲線，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描法或用專用的晶體管特性圖示儀直接測得。圖所示為二極管的伏安特性曲線?，F(xiàn)對該曲線進行分段說明。二極管理論伏安特性曲線(1)正向特性。OA段：常稱“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段的電壓稱死區(qū)電壓或門檻電壓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：稱為正向?qū)▍^(qū)，表示外加電壓越過死區(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：稱為反向截止區(qū)，表示反向電壓增加時，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IS受溫度影響大，實驗證明，溫度每升高10℃時，Is將增大一倍。CD段：稱為反向擊穿區(qū)，表示反向電壓增大到超過某一值時，反向電流急劇增大，這一現(xiàn)象稱為反向擊穿，反向擊穿時所加的電壓叫反向擊穿電壓，記為UBR，反向擊穿電流過大會使普通二極管燒壞，稱為擊穿短路。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~2AP15的伏安特性曲線伏安特性曲線結(jié)論：二極管的伏安特性對溫度很敏感，溫度升高時，正向特性曲線向左移，反向特性曲線向下移。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。指二極管長期安全應(yīng)用時，允許通過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，管子的平均電流不得超過此值，否則，二極管PN結(jié)將可能因過熱而損壞。(2)最大反向工作電壓UR。指工作時加在二極管兩端的反向電壓不得超過此值，為了留有余地，手冊上查到的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?，同時在正反向工作區(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接收機內(nèi)）

3、限幅或者鉗位（運放輸出端經(jīng)?？梢砸姷剑?/p>

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

6、變?nèi)荩‵M接收機里面可能用到）

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，就是通過二極管的單向?qū)щ娦缘淖饔?，把交流電變成直流電的過程，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)所示為純電阻負載的半波整流電路，由交流變壓器T，整流二極管VD和負載電阻RL組成。其中u1表示電網(wǎng)電壓，u2表示變壓器次級邊電壓。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，二極管承受正向的電壓而導(dǎo)通，有電流流過負載，負載上得到一個上正下負的電壓，當(dāng)忽略二極管上的電壓降時，負載上的電壓uL等于電源變壓器次級邊的電壓u2；當(dāng)電源電壓為負半周時，二極管承受反向電壓而截止，沒有電流流過負載，此時，負載上的電壓uL＝0。整流波形如圖1.4(b)所示。由圖1.4可以看出，一個周期內(nèi)負載上只有半個電壓波形輸出，方向是單方向的，大小卻是變化的，稱脈動直流電壓，它的大小常用一個周期內(nèi)的平均值來表示。(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，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，負載上流過電流；當(dāng)電源為負半周時，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，負載上流過電流，即一個周期內(nèi)負載上都有電流流過，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