二極管的作用與分類

Word二極管的作用與分類今天我繼續(xù)學(xué)習(xí)（二極管），今天學(xué)習(xí)的二極管的類型和作用，下面讓我們一起來看看有哪些二極管？它們的作用又是什么？

二極管作用與分類

二極管分類：常見的有整流二極管、檢波二極管、發(fā)光二極管、（光電）二極管、穩(wěn)壓二極管等。按照分類，二極管作用也分別有整流、檢波、發(fā)光、光電（檢測(cè)）、穩(wěn)壓。

1、整流二極管

（1）什么是整流二極管：整流二極管一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿模ò雽?dǎo)體）器件。常用于各種（電源）整流電路中。

（2）整流二極管（工作原理）：在交流電正負(fù)半周都有同一方向的（電流）流過RL，4只二極管中2只為一組，兩組輪流導(dǎo)通，在負(fù)載上得到全波脈動(dòng)的直流電壓和電流。

圖3整流二極管電路

圖4整流二極管波形圖

2、檢波二極管

（2）什么是檢波二極管：檢波二極管是用于把疊加在高頻載波上的低頻（信號(hào)）檢出來的器件。它具有較高的檢波效率和良好的頻率特性，傳統(tǒng)上用于調(diào)幅信號(hào)檢波。

（2）檢波二極管工作原理：檢波電路圖如圖6、各點(diǎn)輸出信號(hào)波形圖如圖7所示，輸入信號(hào)包絡(luò)中包含音頻信號(hào)（紅色信號(hào)線）、直流成分（藍(lán)色信號(hào)線）和高頻載波信號(hào)（綠色信號(hào)線），包絡(luò)中上下端上下包絡(luò)信號(hào)對(duì)稱，利用二極管單向?qū)щ娦?，將上下?duì)稱包絡(luò)信號(hào)檢出上半部分，下半部分將截止，再通過R1/C1組成的低通（濾波器），將上半部分包絡(luò)信號(hào)中高頻信號(hào)濾掉，剩下有直流和音頻信號(hào)，再利用（電容）同交流阻直流的特性，分離出音頻信號(hào)將直流隔離開。

圖6檢波二極管電路圖

圖7各點(diǎn)輸出信號(hào)波形圖

3、發(fā)光二極管

（1）什么是發(fā)光二極管：簡(jiǎn)稱為LED，是一種常用的發(fā)光器件，可以發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色等可見光。在照明、廣告燈、指引燈、屏幕等應(yīng)用較為廣泛。

（2）發(fā)光二極管工作原理：發(fā)光二極管，是利用正向偏置PN結(jié)中（電子）與空穴的復(fù)合輻射發(fā)光的，是自發(fā)輻射發(fā)光。P型區(qū)域的空穴和來自N型區(qū)域的電子進(jìn)入PN結(jié)組合以使電流流動(dòng)，并同時(shí)，能量被釋放，其中一些以光子的形式出現(xiàn)。

光的顏色視做成PN結(jié)的材料和發(fā)光的波長而定，而波長與材料濃度（不同波長與材料匹配關(guān)系表如表1）有關(guān)。如采用磷砷化鎵可以發(fā)出紅光或黃光；采用磷化鎵則發(fā)出綠光。

圖9發(fā)光二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)

表1發(fā)光二極管顏色材料對(duì)應(yīng)圖

電路圖如圖10所示，有正向電流流過時(shí)，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從（紅外）到可見波段的光，正向電壓較一般二極管高，電流為幾～幾十mA。

圖10發(fā)光二極管電路

光電二極管

（1）什么是光電二極管：光電二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電（傳感器）件，在災(zāi)和煙霧探測(cè)器中主要把它作為檢測(cè)器件，在醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備、（手機(jī)）攝像頭、（光耦）、點(diǎn)鈔機(jī)等電子產(chǎn)品中也有應(yīng)用。

（2）光電二極管工作原理：光電二極管工作在反向偏置狀態(tài)，沒有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時(shí)，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。

圖12光電二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電路圖如圖13所示，當(dāng)光電二極管VD無光照時(shí)其阻值較大，U1同向端電壓較低，U1輸出為低電平；當(dāng)光電二極管VD有光照時(shí)其阻值較小，U1同向端電壓較高，U1輸出為高電平。

圖13光電二極管電路

變?nèi)荻O管

（1）什么是變?nèi)荻O管：變?nèi)荻O管一種利用半導(dǎo)體PN結(jié)電容隨外加反向偏壓變化而變化的原理制成的半導(dǎo)體二極管。主要應(yīng)用在電視機(jī)、收音機(jī)、手機(jī)等調(diào)諧電路上。

（2）變?nèi)荻O管工作原理：當(dāng)PN結(jié)方向偏置電壓時(shí)，反向電壓V的改變引起耗盡層的變化，從而改變了壓控變?nèi)萜鞯慕Y(jié)容量C，這種電容效應(yīng)叫勢(shì)壘電容。電子被引向正極，空穴被引向負(fù)極，耗盡層寬度d↑，電容量C就減少，(根據(jù)C=kS/d)。

圖15變?nèi)荻O管內(nèi)部結(jié)構(gòu)

變?nèi)荻O管電路如圖16所示，當(dāng)電阻R1往上滑動(dòng)時(shí)，VD1變?nèi)荻O管反向電壓增大，其耗盡層寬度增大，結(jié)電容變小，和電感組成諧振頻率增大；反之，當(dāng)電阻R1往下滑動(dòng)時(shí)，結(jié)電容變小，諧振頻率減少。

圖16變?nèi)荻O管電路

穩(wěn)壓二極管

（1）什么是穩(wěn)壓二極管：利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。主要應(yīng)用于如（穩(wěn)壓電源）、限幅電路、過壓（保護(hù)電路）、補(bǔ)償電路等等。

圖17穩(wěn)壓二極管

（2）穩(wěn)壓二極管工作原理：二極管的伏安特性曲線如圖18所示，圖19為穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路圖，穩(wěn)壓管在電路中是反向連接的，當(dāng)Ui大于穩(wěn)壓管的擊穿電壓VBR時(shí)，穩(wěn)壓管被擊穿，電流將增大，電阻R兩端的電壓增大，在一定的電流范圍內(nèi)穩(wěn)壓管兩端的電壓基本不變，輸出電壓Ui等于Uz。穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。

圖18二極管