二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件[1]。二极管有两个电极,正极,又叫阳极;负极,又叫阴极,给二极管两极间加上正向电压时,二极管导通,加上反向电压时,二极管截止。二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开[2]。二极管具有单向导电性能,导通时电流方向是由阳极通过管子流向阴极。二极管是*早诞生的半导体器件之一,其应用非常**。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能[3]。无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹。 二极管作为电子元件的基石,在电路中发挥着整流和开关的关键作用。STTA1212D
二极管是一种具有特殊电性能的半导体器件,其特性主要包括以下几个方面:单向导通特性:二极管只允许电流从它的正极流向负极,而不能反向流动。这是二极管基本的特性,也是它在电路中得以广泛应用的基础。当给二极管加上正向电压时,二极管可以处于导通状态,允许电流通过;而当加上反向电压时,二极管则处于截止状态,阻止电流通过。导通后管压降基本不变特性:二极管在正向导通后,其两端的电压(正向压降)基本保持不变。对于硅二极管,这一管压降通常是;而对于锗二极管,正向压降约为。这种特性使得二极管在稳压电路中有着重要应用。温度特性:二极管的PN结导通后的压降并非一直不变,而是会随着温度的升高而略有下降。这一特性使得二极管在构成温度补偿电路时非常有用。正向电阻可变特性:二极管导通后,其正向电阻会随着电流的变化而微小改变。正向电流越大,正向电阻越小;反之则大。 STTA1212D二极管具有快速响应的特点,使得它在高频电路和信号处理中表现出色。
二极管,作为电子学中的基础元件,承载着电流单向导通的重要功能。它的内部结构由P型半导体和N型半导体紧密结合而成,形成了一个PN结。这个PN结是二极管工作的重要部分,它决定了电流只能从一个方向流过。二极管,这个在电子世界中不可或缺的元件,就像一位沉默的守护者,默默地在电路中发挥着关键作用。它的结构简单,却拥有非凡的功能,能够控制电流的流向,实现电路的开关操作。当二极管正向偏置时,它就像一个打开的闸门,允许电流顺利通过;而当反向偏置时,它则紧闭门户,阻止电流的流动。这种特性使得二极管在整流、检波、放大等多种电路中都有广泛的应用。
二极管特性参数:反向特性外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。[4]一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。[4]击穿特性外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被**破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。[5]反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。[5]另一种击穿为雪崩击穿。 二极管的工作温度范围对其性能和使用寿命有重要影响。
二极管常见种类:一、TVS二极管:TVS二极管全称瞬态电压抑制二极管,TVS是一种保护器件,常用在连接器接口,测试点,开关电源等地方,与被保护负载并联使用。二、稳压二极管:利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。三、肖特基二极管:肖特基简称SBD,有正向压降低和反向恢复时间小的特点,常用来作大电流整流。四、快回复二极管:简称FRD,与肖特基类似,但是功耗更大。五、发光二极管:简称LED,LED由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成,主要作用可以发光。六、变容二极管:是利用PN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的二极管。二极管具有单向导电性,它只允许电流从正极流向负极。IPB05N03LA
选择合适的二极管对于电路的稳定性和效率至关重要。STTA1212D
反向电流是指二极管在常温(25℃)和**反向电压作用下,*过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10℃,反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管,在25℃时反向电流若为250uA,温度升高到35℃,反向电流将上升到500uA,依此类推,在75℃时,它的反向电流已达8mA,不*失去了单方向导电特性,还会使管子过热而损坏。又如,2CP10型硅二极管,25℃时反向电流*为5uA,温度升高到75℃时,反向电流也不过160uA。故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。二极管特性曲线静态工作点Q附近电压的变化与相应电流的变化量之比。Fm是二极管工作的上限频率。因二极管与PN结一样,其结电容由势垒电容组成。所以Fm的值主要取决于PN结结电容的大小。若是超过此值。则单向导电性将受影响。αuz指温度每升高一摄氏度时的稳定电压的相对变化量。 STTA1212D