晶體二極管
發(fā)布時間:2011/8/20 14:21:17 訪問次數(shù):3312
半導體二極管是一個外加引線和管殼的PN結(jié),同PN縮一樣具有單向?qū)щ娦。二極管種類繁多,按半導體材料的不同可分為硅二極管、鍺二極管和砷化鎵二極管等;按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同可分為點接觸型、面接觸型和平面型二極管三類;按功能不同可分為普通二極管、整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管和光敏二極管等。圖3-10示出了幾種常見的二極管。
下面簡單介紹幾種常用二極管。
1.穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電子設(shè)備電路中,起穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩(wěn)壓作用是通過二極管的PN結(jié)反向擊穿后使其兩端電壓變化很小,基本維持一個恒定值來實現(xiàn)的。當反向電壓小于擊穿電壓時,一反向電流很小;當反向擊穿電壓接近擊穿電壓時反向電流劇增。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿前的導電特性與普通整流、檢波二極管相似;在擊穿電壓下,只要控制通過的電流不超過額定值,就可以安全工作在反向擊穿狀態(tài)下,其管子兩端電壓基本保持不變,起到穩(wěn)壓的作用。
穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指穩(wěn)壓二極管長時間工作時,允許通過的最大反向電流值。在使用穩(wěn)壓二極管時,其工作電流不能超過這個數(shù)值,否則,可能會把穩(wěn)壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過穩(wěn)壓管的電流不超過允許值。
(2)穩(wěn)定電壓
穩(wěn)壓二極管在起穩(wěn)壓作用的范圍內(nèi),其兩端的反向電壓值稱為穩(wěn)定電壓。不同型號的穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)定電壓是不同的。
(3)動態(tài)電阻
穩(wěn)壓二極管在直流電壓的基礎(chǔ)上,再加上一個增量電壓,穩(wěn)壓二極管就會有一個增量電流。增量電壓與增量電流的比值,就是穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻。動態(tài)電阻反映了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性,英值越小,穩(wěn)壓管性能越好。
2.整流二極管 3.變?nèi)荻䴓O管 4.發(fā)光二極管 (2)正向電壓 5.開關(guān)二極管
整流二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié),外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單向?qū)щ娦,將交流電變(yōu)槊}動直流電。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結(jié)面積大、結(jié)電容大,但工作頻率低。
整流二極管的主要參數(shù)如下。
(1)最大整流電流
最大整流電流是指整流二極管長時間工作所允許通過的最大電流值。
(2)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定電壓所允許的值,如超過這個允許值,整流管就可能被擊穿。
(3)最高反向電流
最高反向電流是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時,允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?BR> (4)最高工作頻率
最高工作頻率是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時,必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向?qū)щ娦允苡绊憽?/P>
變?nèi)荻䴓O管是利用PN結(jié)空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變?nèi)荻䴓O管為反偏二極管,其結(jié)電容就是耗盡層的電容,因此可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導電板之間有介質(zhì)。一般的二極管多數(shù)情況下,其結(jié)電容很小,不能有效利用。變?nèi)荻䴓O管的結(jié)構(gòu)特殊,它具有相當大的內(nèi)部電容量,并可像電容器一樣地運用于電子電路中。
變?nèi)荻䴓O管的主要參數(shù)如下。
(1)最高反向電壓
最高反向電壓是指在變?nèi)荻䴓O管兩端的反向電壓不能超過的允許值。
(2)反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變?nèi)荻䴓O管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
(3)結(jié)電容
結(jié)電容是指在一特定反向偏壓下,變?nèi)荻䴓O管內(nèi)部PN結(jié)的電容。
(4)結(jié)電容變化范圍
結(jié)電容變化范圍指反向電壓從OV變化到某一值時,結(jié)電容變化的范圍。
(5)品質(zhì)因數(shù).(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質(zhì)困數(shù)Q。變?nèi)荻䴓O管所具有的內(nèi)部電容,同樣具有一定的Q值,并且大多數(shù)變?nèi)荻䴓O管具有很高的Q值。由于變?nèi)莨艿碾娙萘颗c反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加而增加。
發(fā)光二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié),而且具有晶體管的通性,即單向?qū)щ娦。當發(fā)光二極管的PN結(jié)上加上正向電壓時,由于外加電壓產(chǎn)生電場的方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反,使PN結(jié)勢壘(內(nèi)總電場)減弱,則載流子的擴散作用占了優(yōu)勢。于是P區(qū)的空穴很容易擴
散到N區(qū),N區(qū)的電子也很容易擴散到P區(qū),相互注入的電子和空穴相遇后會產(chǎn)生復合。復合時產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn),就會使二極管發(fā)光。
發(fā)光二極管采用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。不同材料制成的發(fā)光二極管,能發(fā)出不同顏色的光,有發(fā)綠色光的磷化鎵發(fā)光二極管,有雙向變色發(fā)光二極管(加正向電壓時發(fā)紅光,加反向電壓時發(fā)綠色光),還有三顏色變色發(fā)光二極管等等。
發(fā)光二極管的外形有圓形、方形、三角形、組合型等,封裝形式有透明和散射的,有無色和著色的等。著色散射型用D表示,白色散射型用w表示,無色透明型用c表示,著色透明型用T表示。封裝形式有金屬、陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
發(fā)光二板管的主要參數(shù)如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指發(fā)光二極管長期正常工作時,所允許通過的最大電流。
正向電壓是指通過規(guī)定的正向電流時,發(fā)光二極管兩端產(chǎn)生的正向電壓。
(3)反向電流
反向電流是指發(fā)光二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時,管內(nèi)的反向電流。
(4)發(fā)光強度
發(fā)光強度表示發(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,在管芯垂直方向上單位面積所通過的光通量,單位是mcd。
(5)發(fā)光波長
發(fā)光波長指發(fā)光二極管在一定工作條件下,所發(fā)出光的峰值(為發(fā)光強度最大一點)對應的波長,也稱峰值波長。
開關(guān)二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦,在半導體PN結(jié)加上正向偏壓后,在導通狀態(tài)下,電阻很小(幾十到幾百Ω);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100MΩ以上)。利用開關(guān)二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關(guān)斷的作用,成為一個理想的電子開關(guān)。開關(guān)二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關(guān)速度很快。
常用開關(guān)二極管可分為小功率和大功率兩種。小功率開關(guān)二極管主要使用于電視機、收錄機及其他電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻高速脈沖整流電路等,主要型號有2AK系列(用于中速開關(guān)電路)、2CK系列(硅平面開關(guān),適用于離速開關(guān)電路)等。合資生產(chǎn)的小功率開關(guān)管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。大功率開關(guān)二極管主要用于各類大功率電源作高頻整流、橋式整流及其他開關(guān)電路,主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關(guān)二極管(采用國外標準生產(chǎn)的、型號相同)等。
開關(guān)二極管的主要參數(shù)如下。
(1)反向恢復時間
反映開關(guān)二極管特性好壞的一個參數(shù)。開關(guān)二極管的開關(guān)時間為開通時間和反向恢復時間的總和。開通時間是指開關(guān)二極管從截止至導通所需時間,開通時間很短,一般可以忽略;反向恢復時間是指導通至截止所用時間,反向恢復時間遠大于開通時間。因此反向恢復時間為開關(guān)二極管主要參數(shù)。一般硅開關(guān)二極管的反向恢復時間小于3ns~lOns;鍺開關(guān)二極管的反向恢復時間要長一些。
(2)反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指在開關(guān)二極管兩端的反向電壓超過規(guī)定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
(3)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指加在開關(guān)二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定的允許值。
(4)正向電流
正向電流指開關(guān)二極管在正向工作電壓下工作時,允許通過開關(guān)二極管的最大正向電流。
HC5502B
半導體二極管是一個外加引線和管殼的PN結(jié),同PN縮一樣具有單向?qū)щ娦。二極管種類繁多,按半導體材料的不同可分為硅二極管、鍺二極管和砷化鎵二極管等;按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同可分為點接觸型、面接觸型和平面型二極管三類;按功能不同可分為普通二極管、整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管和光敏二極管等。圖3-10示出了幾種常見的二極管。
下面簡單介紹幾種常用二極管。
1.穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電子設(shè)備電路中,起穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩(wěn)壓作用是通過二極管的PN結(jié)反向擊穿后使其兩端電壓變化很小,基本維持一個恒定值來實現(xiàn)的。當反向電壓小于擊穿電壓時,一反向電流很小;當反向擊穿電壓接近擊穿電壓時反向電流劇增。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿前的導電特性與普通整流、檢波二極管相似;在擊穿電壓下,只要控制通過的電流不超過額定值,就可以安全工作在反向擊穿狀態(tài)下,其管子兩端電壓基本保持不變,起到穩(wěn)壓的作用。
穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指穩(wěn)壓二極管長時間工作時,允許通過的最大反向電流值。在使用穩(wěn)壓二極管時,其工作電流不能超過這個數(shù)值,否則,可能會把穩(wěn)壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過穩(wěn)壓管的電流不超過允許值。
(2)穩(wěn)定電壓
穩(wěn)壓二極管在起穩(wěn)壓作用的范圍內(nèi),其兩端的反向電壓值稱為穩(wěn)定電壓。不同型號的穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)定電壓是不同的。
(3)動態(tài)電阻
穩(wěn)壓二極管在直流電壓的基礎(chǔ)上,再加上一個增量電壓,穩(wěn)壓二極管就會有一個增量電流。增量電壓與增量電流的比值,就是穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻。動態(tài)電阻反映了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性,英值越小,穩(wěn)壓管性能越好。
2.整流二極管 3.變?nèi)荻䴓O管 4.發(fā)光二極管 (2)正向電壓 5.開關(guān)二極管
整流二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié),外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單向?qū)щ娦,將交流電變(yōu)槊}動直流電。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結(jié)面積大、結(jié)電容大,但工作頻率低。
整流二極管的主要參數(shù)如下。
(1)最大整流電流
最大整流電流是指整流二極管長時間工作所允許通過的最大電流值。
(2)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定電壓所允許的值,如超過這個允許值,整流管就可能被擊穿。
(3)最高反向電流
最高反向電流是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時,允許通過整流管的反向電流。反向電流越小,說明整流二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?BR> (4)最高工作頻率
最高工作頻率是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時,必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向?qū)щ娦允苡绊憽?/P>
變?nèi)荻䴓O管是利用PN結(jié)空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變?nèi)荻䴓O管為反偏二極管,其結(jié)電容就是耗盡層的電容,因此可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導電板之間有介質(zhì)。一般的二極管多數(shù)情況下,其結(jié)電容很小,不能有效利用。變?nèi)荻䴓O管的結(jié)構(gòu)特殊,它具有相當大的內(nèi)部電容量,并可像電容器一樣地運用于電子電路中。
變?nèi)荻䴓O管的主要參數(shù)如下。
(1)最高反向電壓
最高反向電壓是指在變?nèi)荻䴓O管兩端的反向電壓不能超過的允許值。
(2)反向擊穿電壓
在施加反向電壓的情況下使變?nèi)荻䴓O管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
(3)結(jié)電容
結(jié)電容是指在一特定反向偏壓下,變?nèi)荻䴓O管內(nèi)部PN結(jié)的電容。
(4)結(jié)電容變化范圍
結(jié)電容變化范圍指反向電壓從OV變化到某一值時,結(jié)電容變化的范圍。
(5)品質(zhì)因數(shù).(Q值)
電容儲存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質(zhì)困數(shù)Q。變?nèi)荻䴓O管所具有的內(nèi)部電容,同樣具有一定的Q值,并且大多數(shù)變?nèi)荻䴓O管具有很高的Q值。由于變?nèi)莨艿碾娙萘颗c反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加而增加。
發(fā)光二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié),而且具有晶體管的通性,即單向?qū)щ娦。當發(fā)光二極管的PN結(jié)上加上正向電壓時,由于外加電壓產(chǎn)生電場的方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反,使PN結(jié)勢壘(內(nèi)總電場)減弱,則載流子的擴散作用占了優(yōu)勢。于是P區(qū)的空穴很容易擴
散到N區(qū),N區(qū)的電子也很容易擴散到P區(qū),相互注入的電子和空穴相遇后會產(chǎn)生復合。復合時產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn),就會使二極管發(fā)光。
發(fā)光二極管采用砷化鎵、磷化鎵等材料制成。不同材料制成的發(fā)光二極管,能發(fā)出不同顏色的光,有發(fā)綠色光的磷化鎵發(fā)光二極管,有雙向變色發(fā)光二極管(加正向電壓時發(fā)紅光,加反向電壓時發(fā)綠色光),還有三顏色變色發(fā)光二極管等等。
發(fā)光二極管的外形有圓形、方形、三角形、組合型等,封裝形式有透明和散射的,有無色和著色的等。著色散射型用D表示,白色散射型用w表示,無色透明型用c表示,著色透明型用T表示。封裝形式有金屬、陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
發(fā)光二板管的主要參數(shù)如下。
(1)最大工作電流
最大工作電流是指發(fā)光二極管長期正常工作時,所允許通過的最大電流。
正向電壓是指通過規(guī)定的正向電流時,發(fā)光二極管兩端產(chǎn)生的正向電壓。
(3)反向電流
反向電流是指發(fā)光二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時,管內(nèi)的反向電流。
(4)發(fā)光強度
發(fā)光強度表示發(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,在管芯垂直方向上單位面積所通過的光通量,單位是mcd。
(5)發(fā)光波長
發(fā)光波長指發(fā)光二極管在一定工作條件下,所發(fā)出光的峰值(為發(fā)光強度最大一點)對應的波長,也稱峰值波長。
開關(guān)二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦裕诎雽wPN結(jié)加上正向偏壓后,在導通狀態(tài)下,電阻很小(幾十到幾百Ω);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100MΩ以上)。利用開關(guān)二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過或關(guān)斷的作用,成為一個理想的電子開關(guān)。開關(guān)二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關(guān)速度很快。
常用開關(guān)二極管可分為小功率和大功率兩種。小功率開關(guān)二極管主要使用于電視機、收錄機及其他電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻高速脈沖整流電路等,主要型號有2AK系列(用于中速開關(guān)電路)、2CK系列(硅平面開關(guān),適用于離速開關(guān)電路)等。合資生產(chǎn)的小功率開關(guān)管有1N4148、1N4152、1N4151等型號。大功率開關(guān)二極管主要用于各類大功率電源作高頻整流、橋式整流及其他開關(guān)電路,主要型號有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關(guān)二極管(采用國外標準生產(chǎn)的、型號相同)等。
開關(guān)二極管的主要參數(shù)如下。
(1)反向恢復時間
反映開關(guān)二極管特性好壞的一個參數(shù)。開關(guān)二極管的開關(guān)時間為開通時間和反向恢復時間的總和。開通時間是指開關(guān)二極管從截止至導通所需時間,開通時間很短,一般可以忽略;反向恢復時間是指導通至截止所用時間,反向恢復時間遠大于開通時間。因此反向恢復時間為開關(guān)二極管主要參數(shù)。一般硅開關(guān)二極管的反向恢復時間小于3ns~lOns;鍺開關(guān)二極管的反向恢復時間要長一些。
(2)反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指在開關(guān)二極管兩端的反向電壓超過規(guī)定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
(3)最高反向工作電壓
最高反向工作電壓是指加在開關(guān)二極管兩端的反向電壓不能超過規(guī)定的允許值。
(4)正向電流
正向電流指開關(guān)二極管在正向工作電壓下工作時,允許通過開關(guān)二極管的最大正向電流。
HC5502B
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