二極管入門知識(shí)：二極管結(jié)構(gòu)和工作原理

1、在自然界中，根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，我們可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 常見的導(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)電能力介于導(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。因?yàn)橐院竽銜?huì)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。半導(dǎo)體硅原子結(jié)構(gòu)圖半導(dǎo)體有幾個(gè)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)電能力受溫度影響較大，當(dāng)溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力大大增強(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)用的熱敏元件有溫度傳感器，如水溫傳

2、感器、進(jìn)氣溫度傳感器等。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)電能力隨光照的不同而不同。當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)電能力增強(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(dòng)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：純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量的三價(jià)元素硼（B）或鎵，就形成P型半導(dǎo)體。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(jià)元素磷（P）就形成N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中自

3、由電子是多數(shù)載流子PN結(jié)和二極管在半導(dǎo)體硅或鍺中一部分區(qū)域摻入微量的三價(jià)元素硼使之成為P型，另一部分區(qū)域摻入微量的五價(jià)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(gè)PN結(jié)。一個(gè)PN結(jié)就是一個(gè)二極管，P區(qū)的引線稱為陽極，N區(qū)的引線稱為陰極。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?，?）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(jí)，N區(qū)接蓄電池負(fù)極時(shí)，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)，如圖所示，試燈有電流通過，點(diǎn)亮。二極管正向?qū)ㄊ疽鈭D注意二極管正向?qū)〞r(shí)存在著電壓降，什么意思呢？如果蓄電池電壓是12V，則試燈上的電壓一定小于12V，大約

4、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，則二極管將不能導(dǎo)通。這個(gè)原理的重要性在二極管你可能體會(huì)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)加上反正電壓，即P區(qū)接蓄電池負(fù)極，N區(qū)接蓄電池正極時(shí)，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，試燈沒有電流通過，不能點(diǎn)亮。二極管反向截止示意圖二極管接反向電壓時(shí)，存在著一個(gè)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(huì)擊穿，此時(shí)二極管不在處于截止?fàn)顟B(tài)，而

5、是處于導(dǎo)通狀態(tài)。如果我們設(shè)定一個(gè)擊穿電壓，當(dāng)達(dá)到反向擊穿電壓時(shí)，二極管會(huì)擊穿導(dǎo)通。如果現(xiàn)在電壓又小于了擊穿電壓，二極管會(huì)怎么樣？對(duì)于普通二極管，此時(shí)還會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)，這意味著二極管已經(jīng)失去了反向截止的作用了。后面會(huì)提到一種穩(wěn)壓二極管，我們設(shè)定一個(gè)擊穿電壓，當(dāng)達(dá)到反向擊穿電壓時(shí)，二極管會(huì)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(gè)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(gè)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部

6、分來看，并能從中反映出二極管的幾個(gè)重要的工作參數(shù)：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(shí)，流通電流為0，此時(shí)0.5V的電壓稱為死區(qū)電壓；當(dāng)電壓高于死區(qū)電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，此時(shí)二極管上存在著約0.5V的電壓降。在二極管加正向電壓時(shí)，可以看出二極管的兩個(gè)重要的參數(shù)：（）正向電壓降：越小越好；（）正向電流：如果二極管用于整流，必須考慮；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(shí)（圖中所示），二極管雖然截止，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(huì)迅速增大。在二極管加反向電壓時(shí)，可以看出二極管的兩個(gè)重要的參數(shù)：（） 反向漏電流：越小越好；（）反向擊穿電壓：二極管用于整流時(shí)，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(duì)于單相交流電，需要四個(gè)二極管組成一個(gè)整流電路，這個(gè)整流電路被稱為橋式整流電路。二極管橋式整流電路但是對(duì)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(shí)的直流電是肪動(dòng)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)