二極管入門知識二極管結(jié)構(gòu)和工作原理

1、常見的在自然界中,根據(jù)材料的導(dǎo)電水平,我們可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體.導(dǎo)體如銅和鋁、常見的絕緣體如橡膠、塑料等.什么是半導(dǎo)體呢？半導(dǎo)體的導(dǎo)電水平介于 導(dǎo)體和絕緣體之間,常見的半導(dǎo)體材料有硅Si和鍺Ge.到此,請記住兩種半導(dǎo)體材料：硅、鍺.由于以后你會聽說硅管、鍺管.意思很明顯,說明這種二極管或三極管是 用硅或鍺作為基材的.硅引晶體硅原子給構(gòu)示截圖半導(dǎo)體硅原子結(jié)構(gòu)圖半導(dǎo)體有幾個特性有必要了解一下：熱敏性、光敏性和摻雜性；半導(dǎo)體的熱敏性：半導(dǎo)體的導(dǎo)電水平受溫度影響較大,當(dāng)溫度升高時,半導(dǎo)體的導(dǎo)電 水平大大增強(qiáng),被稱為半導(dǎo)體的熱敏性.利用半導(dǎo)體的熱敏性可制成熱敏元件,在汽車上 應(yīng)用的熱敏元件

2、有溫度傳感器,如水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器等.自由電子UJ 二C d EOo :o*空穴光照溫度升高等,個別最外層電子脫離原子核束縛半導(dǎo)體硅的空穴和自由電子示意圖半導(dǎo)體的光敏性：半導(dǎo)體的導(dǎo)體的導(dǎo)電水平隨光照的不同而不同.當(dāng)光照增強(qiáng)時,導(dǎo) 電水平增強(qiáng),稱為半導(dǎo)體光敏性.利用光敏性可制成光敏元件.在汽車上應(yīng)用的光敏元件 有汽車自動空調(diào)上應(yīng)用的光照傳感器.半導(dǎo)體的摻雜性：當(dāng)在導(dǎo)體中摻入少量雜質(zhì),半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能增加. 什么是本征半導(dǎo)體、 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體,有哪些區(qū)別？本征半導(dǎo)體：純潔的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體.B或鎵,就形成 P型P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量的三價元素硼 半導(dǎo)體.體.

3、硼碉原子有三個價電子, 個價電子而形成空穴組成共價健時,由于少P型半導(dǎo)體示意圖-空穴是多數(shù)載流子N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量的五價元素磷P就形成N型半導(dǎo)3UCAR=«組成共價健時,多3UCAR=«W4i.<rt|P 靠心 tSETi*E¥MffHS確陽F右萬個價由孔余二個電了很容易擺脫束縛成為由電了N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子PN結(jié)和二極管在半導(dǎo)體硅或鍺中一局部區(qū)域摻入微量的三價元素硼使之成為P型,另一局部區(qū)域摻入微量的五價元素磷使之成為 N型半導(dǎo)體.在 P型和N型半導(dǎo)體的交界處就形成一個PN結(jié).一個PN結(jié)就是一個二極管,P區(qū)的引線稱為陽極,

4、N區(qū)的引線稱為陰極.P驊別*oPOO<N譏子向嘔擴(kuò)防補(bǔ)漱PN結(jié)的內(nèi)電場OOOOOOOO®©i©0i ©©!POUt g1 muP型半導(dǎo)體鯉半導(dǎo)體陽極PN結(jié)的內(nèi)電場oo uOOOOO06S陰極p型半導(dǎo)體耀半導(dǎo)體陽極>1陰極二極管3UCAR專吝專譽(yù)于汽車錐修保莽陽極Pk N|X半導(dǎo)體陰極陽極一陰極二極管二極管結(jié)構(gòu)圖：P區(qū)引線成為陽極、N區(qū)引線成為陰極二極管的單向?qū)щ娦阅芏O管具前單向?qū)щ娦阅?(1) 正向?qū)ǎ寒?dāng) PN結(jié)加上正向電壓,即 P區(qū)接蓄電池正級,N區(qū)接蓄電池負(fù)極時,PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài),如下圖,試燈有電流通過,點亮.正甸導(dǎo)通閉極

5、陰極【白討導(dǎo)通zi陰極三巾正極 蓄電池|I我蓄電池負(fù)極COfn二極管if向?qū)ㄒU81】專心專注于汽車雄修屎葬AJ心二極管正向?qū)ㄊ疽鈭D注意二極管正向?qū)〞r存在著電壓降,什么意思呢？如果蓄電池電壓是12V,那么試燈上的電壓一定小于 12V,大約是11.6V吧,哪0.4V在那里呢？在二極管上,這0.4V就是二極管的電壓降.二極管的電壓降取決于二極管采用的是鍺管還是硅管：鍺管的電壓降是 0.2V左右；而硅管的電壓降是0.5V左右.如果蓄電池電壓低于二極管正常導(dǎo)通的電壓降,那么二極管將不能導(dǎo)通.這個原理的重要性在二極管你可能體會不到,但是到了三極管 就顯的非常重要了.2反向截止：當(dāng) PN結(jié)加上反正電

6、壓,即 P區(qū)接蓄電池負(fù)極,N區(qū)接蓄電池正極 時,PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài),如下圖,試燈沒有電流通過,不能點亮.反向截止陰極陽極M儺點蠱I卜b負(fù)極 蓄電池 策克=Dt正極3UCAR正極 I睜 蓄電池負(fù)極com 一極管反向截卜 血專衛(wèi)專連于汽辛籍修保養(yǎng)一儂l=r風(fēng)I二極管反向截止示意圖二極管接反向電壓時,存在著一個耐壓的問題：如果加在二極管的反向電壓過高,二 極管受不了,就會擊穿,此時二極管不在處于截止?fàn)顟B(tài),而是處于導(dǎo)通狀態(tài).如果我們設(shè) 定一個擊穿電壓,當(dāng)?shù)竭_(dá)反向擊穿電壓時,二極管會擊穿導(dǎo)通.如果現(xiàn)在電壓又小于了擊 穿電壓,二極管會怎么樣？對于普通二極管,此時還會處于導(dǎo)通狀態(tài),這意味著二極管已 經(jīng)失去了

7、反向截止的作用了.后面會提到一種穩(wěn)壓二極管,我們設(shè)定一個擊穿電壓,當(dāng)達(dá) 到反向擊穿電壓時,二極管會擊穿導(dǎo)通.如果現(xiàn)在電壓又小于了擊穿電壓,二極管恢復(fù)到 截止?fàn)顟B(tài).解讀二極管的伏安特性曲線了解了二極管的結(jié)構(gòu)和作用原理后,有一個曲線：二極管的伏安特性曲線；我想大家 需要了解一下.伏安特性曲線是加在二極管的的電壓單位是伏和二極管電流單位是 安的關(guān)系曲線.在這個二極管的伏安特性曲線上,可以分為正向特性和反向特性兩局部來看,并能從 中反映出二極管的幾個重要的工作參數(shù)：3UCAR対5 am青赴年注子汽車攏修俁葬J0 201050IB3l20 0.2 0.1一 2-4*U-Q.5V-R-1 pU O 5VA

8、B駁-導(dǎo)遇U O. 5V7T U<0. 5V k0"段-死區(qū)二極管的正向伏安特性曲化分析二極管的正向特性：二極管兩端加載正向電壓；當(dāng)電壓低于0.5V (硅管)時,流通電流為0,此時0.5V的電壓稱為死區(qū)電壓；當(dāng)電壓高于死區(qū)電壓時,二極管導(dǎo)通,此時二極 管上存在著約0.5V的電壓降.在二極管加正向電壓時,可以看出二極管的兩個重要的參數(shù)：(1) 正向電壓降：越小越好；(2) 正向電流：如果二極管用于整流,必須考慮；0D段-反向漏電電流迅速坍大擊穿3020 -103020 Q 101I_ 亠擊屛反向漏電°一孑-4_死區(qū)9UCAR1"妙e u.cfl m舒心專在干武

9、硅管I1正囪導(dǎo)通A /_|_|> /射 0.& 0 io V二極管的反向伏安特性曲化分析二極管的反向特性：二極管兩端加載反向電壓；當(dāng)電壓低于20V時(圖中所示),極管雖然截止,但是仍有很小的反向漏電流；當(dāng)電壓大于20V后,反向電壓擊穿二極管,電流會迅速增大.在二極管加反向電壓時,可以看出二極管的兩個重要的參數(shù)：(3) 反向漏電流：越小越好；(4) 反向擊穿電壓：二極管用于整流時,必須考慮二極管在汽車發(fā)電機(jī)整流器中的應(yīng)用二極管的的主要應(yīng)用是整流,可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,對于單相交流電,需要四 個二極管組成一個整流電路,這個整流電路被稱為橋式整流電路.交流電脈動直流電二極管橋式整流電路但是對于單相交流電,二極管橋式整流電路只是將交流電的負(fù)半周翻轉(zhuǎn),所以此時的 直流電是肪動直流電.現(xiàn)在汽車發(fā)電機(jī)采用的是三相交流電,通過內(nèi)部的二極管整流器將交流轉(zhuǎn)換為直流, 最少需要六個二極管.B接林B+二極管在汽車發(fā)電機(jī)整流器中的應(yīng)用三相交流電相位差120度,經(jīng)過二極管整流后取每相電壓最高區(qū)間,所以整流后電壓基 本接近純直流;3UCAR I知審hum粵右考社于汽車離悴俁養(yǎng)> Jzq/v、fX/、Zx Zx / / ' ff|f/Kc.;XXYAI/fA八八/!.1JI J ,'&