二極管知識(shí)大全

錄二極管的結(jié)構(gòu)特性………二極管的工作原理…………二極管的分類(lèi)………………二極管的主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)二極管的主要作用…………怎樣選擇合適的二極管……時(shí)間：2012-2-24

二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管主要由一個(gè)結(jié)加上電極、引出斷線(xiàn)和管殼構(gòu)成的。型半導(dǎo)體引出的電極為二極管的正極，型半導(dǎo)體引出的電極為負(fù)極。二極管的基本特性與結(jié)的基本特性相同。圖結(jié)構(gòu)圖（可雙擊該圖用軟件觀看）二極管的特性普通二極管最顯著的特點(diǎn)是其單向?qū)щ娦裕鶕?jù)此特性二極管常用于電子線(xiàn)路中，起到整流、檢波、穩(wěn)壓等作用，二極管的特性曲線(xiàn)如圖2圖2典型二極管的特性曲線(xiàn)及其分區(qū)工作原理二極管的基本原理是根據(jù)二極管的伏安特性，正向?qū)ǚ聪蚪刂梗蓪㈦p向變化的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電，此轉(zhuǎn)換過(guò)程稱(chēng)為整流；利用結(jié)反向擊穿時(shí)，電流在較大的范圍內(nèi)變化而端電壓基本不變的特性，制成特殊二極管，稱(chēng)為穩(wěn)壓二極管。中區(qū)為正向死區(qū)。結(jié)上加了正向偏壓但仍無(wú)電流，該區(qū)寬度隨材料而不同:硅管是鍺管是。中區(qū)為正向?qū)▍^(qū)。結(jié)上加了正向偏壓后，正向電流呈指數(shù)規(guī)律明顯上升。中區(qū)為反向截止區(qū)。結(jié)上加了較大的反向偏壓后，在很大的電壓范圍內(nèi)維持一個(gè)很小的固定的反向漏電流。中區(qū)為反向擊穿區(qū)。結(jié)上加了較大的反向偏壓后，在某個(gè)電壓值上，結(jié)被擊穿引起迅速上升的反向電流。一般的整流、檢波二極管一到此區(qū)就被加在其上的高壓大電流燒毀。但是，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)工作在此區(qū)的二極管，只要設(shè)法將熱量及時(shí)導(dǎo)出，同時(shí)在電路中限制電流的最大值，它就可以正常工作，一般應(yīng)用該區(qū)的二極管是專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的穩(wěn)壓二極管。二極管的分類(lèi)二1極管按制造材料不同，分為硅和鍺二極管。表1列出了兩種材料的區(qū)別。表1兩種材料的區(qū)別制造材料死區(qū)電壓值反向電流級(jí)別0.5VuA0.7VmA按2結(jié)構(gòu)不同分為點(diǎn)接觸型（管腳式）和面接觸型（表面安裝式）；表2列出了不同接觸型的區(qū)別表2點(diǎn)接觸型和面接觸的區(qū)別接觸形式封裝形式結(jié)面積反向電壓和大電流承受能力高頻特性應(yīng)用場(chǎng)合點(diǎn)接觸型管腳式小小好高頻檢波、數(shù)字電路開(kāi)關(guān)、小電流整流面接觸型表面安裝式大大差低頻電路開(kāi)關(guān)、大電流整流按3作用不同分為普通二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管及激光二極管。4.3二.極1管主要是根據(jù)二極管在正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶匦?，可將雙向變化的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電，在電路中起到整流以及數(shù)字開(kāi)關(guān)的作用。4.3穩(wěn).壓2二極管利用結(jié)反向擊穿特性來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定電壓。在反向擊穿工作狀態(tài)下，只要流過(guò)穩(wěn)壓二極管的反向電流不超過(guò)管子的最大允許值，結(jié)就不會(huì)過(guò)熱燒壞，且能長(zhǎng)期工作。4.3變.容3二極管該管的結(jié)電容隨反向電壓的增加而減小，同一管子的最大電容和最小電容之比為5：1。變?nèi)荻O管在高頻技術(shù)（通信、視頻）中有廣泛的應(yīng)用。4.3光.電4二極管光電二極管的結(jié)構(gòu)也是一個(gè)N結(jié)，但在結(jié)處的管殼上方備有一個(gè)窗口能接受外部的光照。它被廣泛應(yīng)用于電光子技術(shù)中，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。也應(yīng)用于光耦中，起到隔離強(qiáng)弱電的作用。4.3.發(fā)5光二極管發(fā)光二極管通常加入元素周期表中m、v族元素的化合物半導(dǎo)體，如砷化鎵、磷化鎵等制成。這種二極管在通入正向電流時(shí)，發(fā)出紅、黃、綠等可見(jiàn)光。這是由于電子與空穴直接復(fù)合而放出能量的結(jié)果。在發(fā)光二極管的基礎(chǔ)上，又可制成激光二極管，它發(fā)射的是紅外線(xiàn)?，F(xiàn)在遙控器上應(yīng)用的就是這種二極管。描述：紅外發(fā)射管專(zhuān)用號(hào)為：4.3肖.特6基二極管這種二極管是金屬和雜質(zhì)半導(dǎo)體接觸而形成的結(jié)加上電極引線(xiàn)封裝而成，也具有單向?qū)щ娦?。這種管子基于肖特基效應(yīng)原理制成，故稱(chēng)為肖特基二極管，這種管子特點(diǎn)是存儲(chǔ)電荷非常少，因此在正向?qū)ㄞD(zhuǎn)換為反向截止時(shí)所需開(kāi)關(guān)時(shí)間很短。這種管子死區(qū)電壓很小。該二極管常用于混頻與檢波，以及數(shù)字電路。圖形符號(hào)如下表3：表3各種二極管在電路中的圖形符號(hào)普通二極管穩(wěn)壓二極管變?nèi)荻O管光電二極管發(fā)光二極管肖特基二極管安裝玻璃式（單位：）圖示如表4目前常用的二極管就是這種規(guī)格的二極管。腳式（單位：）圖示如表。單位：表5安裝腳式B181825目前我們選用的（）二極管就是（）這種規(guī)格的二極管。表面安裝式模壓型（單位：）圖示如表6表6安裝模壓示單位；封裝規(guī)格（系列）二A一二B&HifAA!■HHEMD1608EMD2SOD-523EMD3SOT-416EMD4A1.21.61.6B0.80.81.2UMD2012UMD2SOD-323UMD3SOT-323UMD4SOT-343A1.72.02.0B1.251.251.25SSD2913SSD3(SOT-23)A2.9B1.3SMD2916SMD3(SOT-346)SMD4(SC-61A)A2.92.9B1.61.6PMDU2616PMDU(SOD-123)A2.6B1.6PMDS4526DMDS(SOD-106)A4.5B2.6二極管的主要參數(shù)指標(biāo)：（環(huán)境溫度為2℃5）.開(kāi)1關(guān)二極管參數(shù)最大整流電流指二極管在一定散熱條件下長(zhǎng)期工作時(shí)，所允許流過(guò)的最大正向平均電流。它由結(jié)的結(jié)面積和散熱條件決定。最大反向工作電壓峰值指二極管運(yùn)行時(shí)允許承受的最大反向電壓。通常將二極管的擊穿電壓的一般定為R反向電流指在室溫和最大反向工作電壓下的反向電流。其值越小，二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。環(huán)境溫度對(duì)影響很大，使用時(shí)要充分注意。最高工作頻率該值由結(jié)的結(jié)電容大小來(lái)決定。超過(guò)此值，二極管的導(dǎo)電性能變差，甚至?xí)蜗驅(qū)щ娦?。?dāng)二極管工作在高頻環(huán)境下才考慮。導(dǎo)通時(shí)間二極管在有正向電壓加于N結(jié)到二極管導(dǎo)通的時(shí)間。5.穩(wěn)2壓二極管（又稱(chēng)齊納二極管）穩(wěn)定電壓指穩(wěn)壓管反向電壓為規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管兩端的電壓。對(duì)于同一型號(hào)的穩(wěn)壓管，的值也不完全相同，一般給出一個(gè)范圍，如的范圍為。最大穩(wěn)定電流維持穩(wěn)定電壓的工作的電流。它是在一個(gè)范圍內(nèi)變化的，當(dāng)工作電流低于此值時(shí)，穩(wěn)壓效果很差，甚至不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)態(tài)電阻定義為AAz值越小，穩(wěn)定性越好。最大允許耗散功率管子不致過(guò)熱而損壞結(jié)所允許的最大功率損耗。公式如下：溫度系數(shù)aa是隨溫度變化的大小。定義aAAX。對(duì)于穩(wěn)壓管，小于時(shí)a為負(fù)，大于時(shí)a為正；WaW時(shí)，a最小。結(jié)型二極管中損耗的功率是X，使結(jié)溫升高。溫度對(duì)二極管的特性是有影響的。所以結(jié)溫必須保持遠(yuǎn)小于30℃0，以免破壞內(nèi)部金屬化層及焊接合金。膨脹與收縮會(huì)在不同材料的界面上產(chǎn)生高剪切力。溫度太高時(shí)，本征載流子濃度太高，不利于正常工作。廠家一般規(guī)定了最大容許結(jié)溫。其典型值對(duì)鍺二極管是10℃0，對(duì)硅二極管是17℃5。

5.2限.流6電阻的選擇因?yàn)榉€(wěn)定電流的取值是一個(gè)范圍，故限流電阻可在一個(gè)范圍內(nèi)取值。為保證穩(wěn)壓電路可靠地工作，的選擇應(yīng)保證在正常工作范圍內(nèi)。設(shè)穩(wěn)壓二極管所允許的最小工作電流為，最大工作電流為，電網(wǎng)電壓最高時(shí)整流濾波電路的輸出電壓為，最低時(shí)為m負(fù)載電流的最大值為，最小為m根據(jù)下列公式可計(jì)算出的取值范圍：（X（）（x（）I二極管的主要作用6.整1流作用利用二極管的單向?qū)щ娦?，可將雙向變化的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電。整流二極管應(yīng)用于單向半波整流電路、單向橋式整流電路及倍壓整流電路中。6.穩(wěn)2壓作用經(jīng)整流濾波后的直流電壓，不能保證是穩(wěn)定的。因?yàn)檎鳛V波電路存在內(nèi)阻，當(dāng)負(fù)載電阻改變時(shí)輸出的直流電壓會(huì)隨之改變，因此在整流濾波電路后必須采用能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流電壓作用的電路，即直流穩(wěn)壓電路。怎樣選擇合適的二極管整1流二極管.1單.向1半波整流電路如圖3所示，在單向半波整流電路中，加于整流電路的交流電壓和流過(guò)二極管二極管導(dǎo)通時(shí)壓降幾乎為零。流經(jīng)二極管的電流即負(fù)載電流o二極管截止時(shí)承受電壓為反向電。電網(wǎng)電壓壓，其最大值為。電網(wǎng)電壓圖3單向半波整流電路圖示所以選擇二極管時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：；4（即4）式中：一――為二極管最大整流電流；―――為二極管最大反向峰值電壓；―――為電路負(fù)載電流；―――為變壓器輸出電壓；R為直流負(fù)載電阻。7.1單.向2橋式整流電路如圖1-所4示，在橋式整流電路中，二極管兩兩輪流導(dǎo)通，即在一個(gè)電源周期內(nèi)，每對(duì)工作半個(gè)周期，所以流過(guò)每個(gè)管子的平均電流為，每半個(gè)周期二極管承受的最大反向電壓峰值為圖4單相橋式整流電路示圖橋式整流電路對(duì)二極管的要求是：三三式中：為二極管最大整流電流；為二極管大反向峰值電壓；為電路負(fù)載電流；為變壓器輸出電壓；為直流負(fù)載電阻。穩(wěn)2壓二極管選擇穩(wěn)壓管主要參數(shù)是穩(wěn)定電壓值和最大穩(wěn)定反向電流值圖5穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管的工作原理如圖5，圖中Ui為輸入電壓，U0為輸出穩(wěn)壓電壓，Ir=Iz+I。，R為限流電阻，穩(wěn)壓過(guò)程可以簡(jiǎn)述為：Uit一Uo(Uz)I—Izf—IRt—URt—UoI限流電阻的選擇因?yàn)榉€(wěn)定電流IZ的取值是一個(gè)范圍，故限流電阻R可在一個(gè)范圍內(nèi)取值。為保證穩(wěn)壓電