二極管知識(shí)介紹

二極管知識(shí)介紹二極管定義定義：二極管也稱為晶體二極管，是由空穴型p型半導(dǎo)體和電子型n型半導(dǎo)體結(jié)合而成的PN結(jié),特點(diǎn)：單向?qū)щ娦?，正向?qū)ǎ聪蚪刂埂Ｔ陔娐分械淖饔茫赫?、穩(wěn)壓、開關(guān)、檢波、變?nèi)?、觸發(fā)。二極管的分類按材料：硅二極管、鍺二極管。按用途：整流二極管、開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管、瞬態(tài)電壓抑制二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。在電路中符號(hào)極性識(shí)別：所有二極管的封裝都是在負(fù)極處標(biāo)有色標(biāo)，即色標(biāo)處為負(fù)極。負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極第二頁，共22頁。二極管的伏安特性如圖Fig-1所示為二極管伏安特性曲線。橫坐標(biāo)表示加在二極管兩極的電壓，縱坐標(biāo)表示流過二極管的電流。第一象限為二極管正向特性曲線，此時(shí)二極管正極電壓大于負(fù)極電壓，電流從正極流向負(fù)極。當(dāng)V<VA時(shí)，此時(shí)電壓不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為正向死區(qū)，這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)VA<V<VB時(shí)，PN結(jié)內(nèi)電場被克服，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓增大迅速上升，在正常使用的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓值幾乎不變，這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。第二象限為二極管反向特性曲線，此時(shí)二極管正極電壓小于負(fù)極電壓，電流從負(fù)極流向正極。當(dāng)V<VC時(shí)，反向電流很小，二極管截止?fàn)顟B(tài)，這個(gè)區(qū)域稱為反向死區(qū)，這個(gè)反向電流稱為二極管的漏電流。當(dāng)V>VC時(shí)，反向電流迅速增大，此時(shí)二極管處于擊穿狀態(tài),VC稱為二極管的最高反向工作電壓。二極管處于擊穿狀態(tài)時(shí)，會(huì)失去單向?qū)щ姷奶匦浴５谌?，?2頁。二極管的主要特性參數(shù)1.最大正向整流電流（IFM)：二極管長期連續(xù)工作時(shí)所允許通過的最大正向電流，如果電路的實(shí)際工作電流超過這個(gè)電流，二極管會(huì)迅速發(fā)熱并可能燒毀PN結(jié)，使二極管永久損壞。2.最高反向工作電壓（VRM)：當(dāng)加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，二極管會(huì)擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?，這個(gè)擊穿電壓就是最高反向工作電壓。3.反向恢復(fù)時(shí)間（trr)：二極管兩端從正向電壓變成反向電壓時(shí)，電流一般不能瞬時(shí)截止，要延遲一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是反向恢復(fù)時(shí)間，它直接影響二極管的開關(guān)速度。4.反向飽和電流（IR)：也稱為漏電流，在反向偏壓一定的情況下，反向飽和電流的大小決定了二極管本身的功耗，反向飽和電流越大，二極管的功耗就越大，本體就會(huì)發(fā)熱。因此反向飽和電流影響二極管的可靠性，其值越小越好。5.正向電壓（VFM)：正向電壓越大，二極管的功耗就越大，影響二極管的可靠性，其值越小越好。硅二極管為0.7V，鍺二極管為0.2V。因?yàn)橐@得各種性能的PN結(jié)，制造商在設(shè)計(jì)PN結(jié)時(shí)，都會(huì)對(duì)PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和摻雜進(jìn)行改變，獲得各種正向電壓的二極管。6.最高工作頻率（FM)：二極管具有單向?qū)щ娦缘淖罡呓涣餍盘?hào)的頻率，如果超過此頻率進(jìn)行工作，二極管的單向?qū)щ娦詫?huì)退化或消失。第四頁，共22頁。第一章:整流二極管第五頁，共22頁。整流二極管整流二極管主要用于整流電路中，利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦园呀涣麟娹D(zhuǎn)變成脈動(dòng)直流電。

分類：普通整流二極管、快恢復(fù)整流二極管、肖特基整流二極管等。一般在要求反向耐壓及正向?qū)娏鳚M足要求的基礎(chǔ)上分為如下情況：

1.對(duì)開關(guān)電源初級(jí)整流的整流管或接有容性負(fù)載或感性負(fù)載處的整流管，要求承受浪涌電壓和浪涌電流的能力較強(qiáng).2.對(duì)開關(guān)電源次級(jí)整流的整流管，要求反向恢復(fù)時(shí)間要快，正向壓降要小，整流效率要高，否則會(huì)引起低壓斷電等故障。同時(shí)反向恢復(fù)時(shí)間過長，也會(huì)對(duì)PWM電路造成不良影響。交流電脈動(dòng)直流流電第六頁，共22頁。整流二極管PULS產(chǎn)品常用的整流二極管舉列型號(hào)參數(shù)外形圖片US1x系列

VRM:50-1000V、VFM:1.0-1.7V、IFM:30A、trr:50-75nsBYV32E系列VRM:100-200V、VFM:≤0.85V、IFM:20A、trr:≤25nsBAW156VRM:85V、VFM:≤1.25V、IFM:4A、trr:≤3μs第七頁，共22頁。第二章:開關(guān)二極管第八頁，共22頁。開關(guān)二極管開關(guān)二極管作用：

利用了二極管的單向?qū)щ娞匦?。在PN結(jié)加上正向電壓后，其導(dǎo)通電阻很??；而加上反向電壓后截止，其電阻很大。因此在電路中起到控制電流接通或關(guān)斷的作用。開關(guān)二極管開關(guān)時(shí)間說明：開關(guān)時(shí)間為開通時(shí)間和反向恢復(fù)時(shí)間的總和。其中，開通時(shí)間是指開關(guān)二極管從截止到導(dǎo)通所需的時(shí)間；反向恢復(fù)時(shí)間是指導(dǎo)通到截止所需的時(shí)間。開關(guān)速度是很快的，而其反向恢復(fù)時(shí)間又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開通時(shí)間，故在規(guī)格書中給出的一般是反向恢復(fù)時(shí)間。開關(guān)二極管的優(yōu)點(diǎn)：具有開、關(guān)速度快，體積小，可靠性強(qiáng)，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。第九頁，共22頁。開關(guān)二極管PULS產(chǎn)品常用的開關(guān)二極管舉列型號(hào)參數(shù)外形圖片BAV99系列VRM:85V、VFM:≤1.25V、IFM:4.5A、trr:≤4nsMCL4148VRM:100V、VFM:1.0V、IFM:0.5A、trr:4nsBAV103VRM:250V、VFM:≤1.0V、IFM:1.0A、trr:≤50ns第十頁，共22頁。第三章:穩(wěn)壓二極管(ZENER)第十一頁，共22頁。穩(wěn)壓二極管定義：穩(wěn)壓二極管（又叫齊納二極管）是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，

簡稱穩(wěn)壓管。特性：主要利用其在反向電壓臨近擊穿電壓時(shí)反向電流急劇增大，發(fā)生可逆性擊穿的特性，盡管電流在很大范圍內(nèi)變化，但二極管的電壓基本穩(wěn)定在擊穿電壓附近。主要參數(shù)穩(wěn)定電壓VZ:穩(wěn)壓二極管在反向擊穿區(qū)時(shí)的工作電壓，這個(gè)數(shù)值隨工作電流和溫度的不同略有變化。穩(wěn)定電流Iz：穩(wěn)壓二極管允許長期通過的最大穩(wěn)壓電流，穩(wěn)壓管的實(shí)際工作電流要小于此IZ值，否則穩(wěn)壓管會(huì)因電流過大而過熱損壞。

動(dòng)態(tài)電阻RZ：穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動(dòng)態(tài)電阻則愈小。RZ=VZ/Iz.穩(wěn)壓二極管的伏安特性第十二頁，共22頁。穩(wěn)壓二極管PULS產(chǎn)品常用的穩(wěn)壓二極管舉列型號(hào)參數(shù)外形圖片BZG03系列VZ:10-270V、Iz:2-50mA.TZMC系列VZ:2.4-75V、Iz:2.5-5mA.ZMM系列VZ:0.7-79V、Iz:7.8-340mA.第十三頁，共22頁。第四章:瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS)第十四頁，共22頁。

TVS二極管特性：當(dāng)高能量的瞬時(shí)過壓脈沖加在TVS二極管，它的工作阻抗能立即降至很低的導(dǎo)通值，允許大電流通過，并將電壓箝制到預(yù)定數(shù)值。作用：根據(jù)TVS二極管的特性可知其在電路中的作用是有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件受到瞬時(shí)過壓脈沖的損壞。優(yōu)點(diǎn)（相對(duì)于穩(wěn)壓二極管）：快速的響應(yīng)時(shí)間。低串聯(lián)阻抗。分類：按照極性可分為:單極性雙極性第十五頁，共22頁。

TVS二極管主要參數(shù)擊穿電壓VBR：TVS二極管在發(fā)生擊穿的區(qū)域內(nèi)，在規(guī)定的試驗(yàn)電流IBR下器件兩端的電壓稱為擊穿電壓，在此區(qū)域內(nèi)，TVS二極管成為低阻抗的通路。最大反向脈沖峰值電流IPP：在反向工作時(shí)，在規(guī)定的脈沖條件下，器件允許通過的最大脈沖峰值電流。最大反向工作電壓VRWM：TVS二極管反向工作時(shí)，在規(guī)定的IR下，器件兩端的電壓值。最大箝位電壓VC：在脈沖峰值電流IPP下器件兩端的最大電壓值。第十六頁，共22頁。

TVS二極管PULS產(chǎn)品常用的TVS二極管舉列型號(hào)參數(shù)外形圖片P6SMB系列IPP:38-4.8A、VC:15.6-125V、VRWM:9.4-77.8V、VBR:10.5-95.5V1SMB系列IPP:35.3-4.9A、VC:17.0-121V、VRWM:10-75V、VBR:11.1-92.07VP6KE系列IPP:55.6-4.6A、VC:10.8-131V、VRWM:5.5-73.7V、VBR:6.12-100V第十七頁，共22頁。第五章:發(fā)光二極管（LED)第十八頁，共22頁。發(fā)光二極管定義：有砷化鎵、磷化鎵、磷砷化鎵、磷銦砷化鎵或砷鋁化鎵等半導(dǎo)體材料制成，具有單向?qū)щ姾涂砂l(fā)光特性的二極管，也稱為LED.特性：單向?qū)щ娦?，可發(fā)光性。結(jié)構(gòu)組成&作用：主要由支架、銀膠、晶片、金線、環(huán)氧樹脂五種物料所組成。作用支架：用來導(dǎo)電和支撐。銀膠：固定晶片和導(dǎo)電。晶片：晶片是LED

Lamp的主要組成物料，是發(fā)光的半導(dǎo)體材料。金線：連接晶片和外部引腳的導(dǎo)線。樹脂：保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第十九頁，共22頁。發(fā)光二極管主要參數(shù)，除了具有普通二極管的參數(shù)外，還具有以下參數(shù)特性：光通量（F)：LED發(fā)出的總的光輻射能量，是LED向各個(gè)方向發(fā)出的光能量之和，工作電流增加，發(fā)出的光通量也增加。單位：流明（lm).

●單色LED的光通量最大約1.0lm，白光LED光通量約為1.5-1.8lm.發(fā)光強(qiáng)度（IV)：表示發(fā)光二極管亮度大小的參數(shù)，其值為通過規(guī)定的電流時(shí)，在管心垂直方向上單位面積所通過的光通量。單位：坎德拉（mcd).發(fā)光波長(λ)：發(fā)光二極管在一定工作條件下，發(fā)出光的峰值(發(fā)光"強(qiáng)度最大的一點(diǎn))對(duì)應(yīng)的波長，又稱為峰值波長(λp)。應(yīng)用指示燈。文字-數(shù)字顯示。光通信。顯示屏。節(jié)能燈具。第二十頁，共22頁。發(fā)光二極管PULS產(chǎn)品常用的TVS二極管舉列型號(hào)材料顏色參數(shù)外形圖片L-314HD-LEX16砷鋁化鎵紅光VFM：2.1-2.6V、IR：≤100μA、I