二極管PN結(jié)形成原理:P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體(一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體)摻入少量三價元素雜質(zhì),如硼等。因硼原子只有三個價電子,它與周圍的硅原子形成共價鍵,因缺少一個電子,在晶體中便產(chǎn)生一個空位,當(dāng)相鄰共價鍵上的電子獲得能量時就有可能填補(bǔ)這個空位,使硼原子成了不能移動的負(fù)離子,而原來的硅原子的共價鍵則因缺少一個電子,形成了空穴,但整個半導(dǎo)體仍呈中性。這種P型半導(dǎo)體中以空穴導(dǎo)電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。[6]N型半導(dǎo)體形成的原理和P型原理相似。在本征半導(dǎo)體中摻入五價原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。[6]因此,在本征半導(dǎo)體的兩個不同區(qū)域摻入三價和五價雜質(zhì)元素,便形成了P型區(qū)和N型區(qū),根據(jù)N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的特性,可知在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差異,電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴(kuò)散,它們的擴(kuò)散使原來交界處的電中性被破壞。 二極管的價格相對低廉,這使得它在電子制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。PMBT5551,215 三極管封裝SOT-23
用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。二極管主要參數(shù):是指二極管長期連續(xù)工作時,允許通過的**正向平均電流值,其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時會使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許限度(硅管為141左右,鍺管為90左右)時,就會使管芯過熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下,二極管使用中不要超過二極管**整流電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極管反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。 PDZ4.3BZ 穩(wěn)壓(齊納)二極管二極管的正向電阻遠(yuǎn)小于反向電阻,這是其單向?qū)щ娦缘幕A(chǔ)。
隨著科技的不斷進(jìn)步,二極管也在不斷地發(fā)展。新型的二極管材料和制造工藝不斷涌現(xiàn),使得二極管的性能更加優(yōu)良,工作更加可靠。例如,采用新型超導(dǎo)材料制作的二極管具有更高的導(dǎo)通電流和更低的電阻,使得電力轉(zhuǎn)換效率得到顯著提高。此外,新型納米材料的應(yīng)用也使得二極管的尺寸縮小,同時也提高了其工作效率和穩(wěn)定性。二極管作為半導(dǎo)體技術(shù)的重要組成部分,其應(yīng)用和發(fā)展都體現(xiàn)了半導(dǎo)體技術(shù)的強(qiáng)大。在未來的科技發(fā)展中,我們期待看到更多的創(chuàng)新和突破在二極管上實(shí)現(xiàn),為我們的生活帶來更多的便利和驚喜。
整流、開關(guān)二極管主要參數(shù):1)導(dǎo)通壓降VFVF為二極管正向?qū)〞r二極管兩端的壓降,當(dāng)通過二極管的電流越大,VF越大;當(dāng)二極管溫度越高時,VF越小。(2)反向飽和漏電流IR(Reversecurrent)指在二極管兩端加入反向電壓時,流過二極管的電流,該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。少子的漂移運(yùn)動導(dǎo)致的,盡量選擇該值小的二極管。(3)額定整流電流IF(Averageforwardcurrent)指二極管長期運(yùn)行時,根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。這個是選取二極管電流的主要參數(shù)(4)**平均整流電流IO(RectifiedCurrent(Average),)在半波整流電路中,流過負(fù)載電阻的平均整流電流的**值。這個是整流電路比較看重的值。(5)**浪涌電流IFSM(PeakForwardSurgeCurren)允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流,而是瞬間電流,這個值相當(dāng)大。(6)**反向峰值電壓VRM(Non-RepetitivePeakReverseVoltage)避免擊穿所能加的**反向電壓,這個電壓是不重復(fù)的,是一個瞬態(tài)值。除了這個值外還有一個重復(fù)的反向峰值電壓VRRM,這個值是等于直流下的**反向電壓VR的。 二極管還應(yīng)用于電源管理,有效提高了電源利用效率,降低了能耗。
當(dāng)二極管正向偏置時,即P區(qū)接正極,N區(qū)接負(fù)極,外部電場與PN結(jié)內(nèi)建電場方向相反。此時,PN結(jié)變窄,多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動增強(qiáng),形成較大的擴(kuò)散電流,即正向電流。二極管導(dǎo)通,電阻很小,相當(dāng)于一根導(dǎo)線。反之,當(dāng)二極管反向偏置時,PN結(jié)變寬,多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動被抑制,反向電流很小,二極管截止。這種特性使得二極管在電路中可以作為整流、檢波、穩(wěn)壓等應(yīng)用的關(guān)鍵元件。在現(xiàn)代電子電路中,二極管的應(yīng)用非常普遍。例如,在電源電路中,二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;在信號處理電路中,二極管可以檢波或調(diào)制信號;在保護(hù)電路中,二極管可以防止電流反向流動,保護(hù)其他電子元件不受損壞。二極管是電子元件的基石,廣泛應(yīng)用于各類電路中。PSMN1R3-30YL 貼片三極管封裝SOT-669
在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。PMBT5551,215 三極管封裝SOT-23
二極管在穩(wěn)壓電路中的作用:穩(wěn)壓電路中,二極管常用作參考電壓源或電壓調(diào)整元件。例如,在齊納穩(wěn)壓電路中,利用齊納二極管的反向擊穿特性,可以穩(wěn)定輸出電壓。此外,二極管還可以與電阻、電容等元件組合,構(gòu)成各種復(fù)雜的穩(wěn)壓電路。二極管在數(shù)字電路中的應(yīng)用:在數(shù)字電路中,二極管常用作邏輯門的輸入保護(hù)元件或?qū)崿F(xiàn)邏輯功能的輔助元件。例如,在TTL邏輯門電路中,二極管用于防止輸入端過壓損壞門電路。此外,二極管還可以與晶體管組合,構(gòu)成各種邏輯功能電路。PMBT5551,215 三極管封裝SOT-23