二極管特性參數(shù):反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時,通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。[4]一般硅管的反向電流比鍺管小得多,小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級,小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時,半導(dǎo)體受熱激發(fā),少數(shù)載流子數(shù)目增加,反向飽和電流也隨之增加。[4]擊穿特性外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?*破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復(fù),否則二極管就損壞了。因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。[5]反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價鍵結(jié)構(gòu),使價電子脫離共價鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區(qū)寬度較寬,不容易產(chǎn)生齊納擊穿。[5]另一種擊穿為雪崩擊穿。 在數(shù)字電路中,二極管常用作開關(guān)元件,實(shí)現(xiàn)邏輯功能。BUK7Y72-80EX
二極管*常見的功能是允許電流沿一個方向(稱為二極管的正向)通過,而沿相反的方向(反向)阻止電流通過。這樣,二極管可以被視為止回閥的電子版本。這種單向行為稱為整流,用于將交流電(ac)轉(zhuǎn)換為直流電(dc)。整流器、二極管的形式可用于諸如從無線電接收機(jī)中的無線電信號提取調(diào)制之類的任務(wù)。但是,由于二極管具有非線性電流-電壓特性,因此其行為可能比這種簡單的開關(guān)動作更為復(fù)雜。*當(dāng)在正向方向上存在一定的閾值電壓或切入電壓時(該二極管被稱為正向偏置的狀態(tài)),半導(dǎo)體二極管才開始導(dǎo)電。正向偏置二極管兩端的電壓降*隨電流變化很小,并且是溫度的函數(shù)。此效果可用作溫度傳感器或參考電壓。此外,當(dāng)二極管兩端的反向電壓達(dá)到稱為擊穿電壓的值時,二極管對反向流動的高電阻突然降至低電阻。可以通過選擇半導(dǎo)體材料和制造過程中引入材料中的摻雜雜質(zhì)來定制半導(dǎo)體二極管的電流-電壓特性。這些技術(shù)用于創(chuàng)建執(zhí)行許多不同功能的**二極管。例如,二極管用于調(diào)節(jié)電壓(齊納二極管),保護(hù)電路免受高壓浪涌(雪崩二極管)的影響,對收音機(jī)和電視接收機(jī)進(jìn)行電子調(diào)諧(變?nèi)荻O管),以產(chǎn)生射頻振蕩(隧道二極管)、耿氏二極管、IMPATT二極管,并產(chǎn)生光(發(fā)光二極管)。 74HC1G02GW光電二極管可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,是光通信的關(guān)鍵元件。
二極管的單向?qū)щ娦阅苁瞧?span style="color:#f00;">非常重要的特性,也是其廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)。這種特性使得二極管可以用于整流電路,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;可以用于檢波電路,從復(fù)雜的信號中提取出所需的調(diào)制信號;可以用于限幅和鉗位電路,控制電流的幅度和方向;還可以用于穩(wěn)壓電路,確保電源電壓的穩(wěn)定輸出。在收音機(jī)電路中,二極管被用來對無線電信號進(jìn)行檢波,將音頻信號從高頻信號中提取出來。在家用電器產(chǎn)品中,二極管被用來實(shí)現(xiàn)電源的開關(guān)功能,控制電流的通斷。在工業(yè)控制電路中,二極管被用來進(jìn)行精確的電壓穩(wěn)壓,以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
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。二極管作為電子元件的基石,在電路中發(fā)揮著整流和開關(guān)的關(guān)鍵作用。
二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件[1]。二極管有兩個電極,正極,又叫陽極;負(fù)極,又叫陰極,給二極管兩極間加上正向電壓時,二極管導(dǎo)通,加上反向電壓時,二極管截止。二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開關(guān)的接通與斷開[2]。二極管具有單向?qū)щ娦阅埽瑢?dǎo)通時電流方向是由陽極通過管子流向陰極。二極管是一開始誕生的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用非常多。特別是在各種電子電路中,利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進(jìn)行合理的連接,構(gòu)成不同功能的電路,可以實(shí)現(xiàn)對交流電整流、對調(diào)制信號檢波、限幅和鉗位以及對電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能[3]。無論是在常見的收音機(jī)電路還是在其他的家用電器產(chǎn)品或工業(yè)控制電路中,都可以找到二極管的蹤跡。 不同類型的二極管,如硅二極管和鍺二極管,具有不同的特性。BZX84-C13
二極管的發(fā)展歷史見證了半導(dǎo)體技術(shù)的飛速進(jìn)步。BUK7Y72-80EX
要理解二極管的工作原理,必須從二極管的結(jié)構(gòu)說起。晶體二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層,構(gòu)成自建電場。當(dāng)外加電壓等于零時,由于p-n結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流。BUK7Y72-80EX