二極體知識

2021-04-21 19:31:56 字數 2959 閱讀 1221

幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導體二極體。首先,我們要了解一些半導體的知識。電流通過各種物體時,不同的物體對電流的通過有著不同的阻止能力,有的物體可使電流順利通過,也有的物體不讓其通過,或者在一定的阻力下讓它通過。這種不同的物體通過電流的能力,叫做這種物體的導電性能。各種物體均有著不同的導電性能,凡是導電性能很好的物體叫做導體。如銀、銅、鋁、鉛、錫、鐵、水銀、碳和電解液等都是良好導體。反之,導電能力很差的物體叫做絕緣體。還有,有的物體的導電能力比導體差,但比絕緣體強,這種導體叫做半導體。如常用的電晶體原材料矽、鍺等。收音機 cpu都是半導體。下面說說pn結的特性。什麼是pn結呢?簡單地說吧,可以理解為一塊p物質和一塊n物質貼在一起,在這兩種物質中間有乙個薄層。在這薄層內一邊帶正電荷,一邊帶負電荷。如圖:當pn結加正向電壓時,如圖1:

圖1              圖2 

電路中有較大電流流過,我們說是pn結導電。當pn結加反向電壓是,如圖2。電路中電流很小,幾乎為零,我們說pn結反向不導電,我們稱這個電流為反向漏電流。當上圖2的電壓太高時,超過pn結的承受能力,電路電流就會突然增大,這就是所說的擊穿。pn結一旦被擊穿,pn結就被破壞了。

二極體(diode),二極體在電路用d表示,二極體是由半導體製作而成的,也可以說是由乙個pn結構成。半導體是一種特殊物質。它不像導體那樣能夠完全導電,也不像絕緣體那樣不能導電,它是介於導體與半導體之間,所以稱為半導體。同樣,在這裡我們認識一下半導體的元件二極體:實物如圖3:

圖3

二極體在電路中的符號表示為:

圖4

請記住:二極體的正嚮導通是從p型指向n型,國際的標法是:三角形表示p型,橫線是n型。二極體在0.6v以上的電壓下電流可急劇移動,反向則無!

二極體的型別:

二極體種類有很多,按照所用的半導體材料,可分為鍺二極體(ge管)和矽二極體(si管)。根據其不同用途,可分為檢波二極體、整流二極體、穩壓二極體、開關二極體等。按照管芯結構,又可分為點接觸型二極體、面接觸型二極體及平面型二極體。如下圖:點接觸型二極體是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶元表面,通以脈衝電流,使觸絲一端與晶元牢固地燒結在一起,形成乙個「pn結」。由於是點接觸,只允許通過較小的電流(不超過幾十毫安),適用於高頻小電流電路,如收音機的檢波等。面接觸型二極體的「pn結」面積較大,允許通過較大的電流(幾安到幾十安),主要用於把交流電變換成直流電的「整流」電路中。平面型二極體是一種特製的矽二極體,它不僅能通過較大的電流,而且效能穩定可*,多用於開關、脈衝及高頻電路中。 

現在來介紹二極體的應用:

1、整流二極體

利用二極體單向導電性,可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。如圖:

圖5

2、限幅元件

二極體正嚮導通後,它的正向壓降基本保持不變(矽管為0.7v,鍺管為0.3v)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把訊號幅度限制在一定範圍內。

3、開關元件

二極體在正向電壓作用下電阻很小,處於導通狀態,相當於乙隻接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處於截止狀態,如同乙隻斷開的開關。利用二極體的開關特性,可以組成各種邏輯電路。

4、繼流二極體

在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起繼流作用。

5、檢波二極體

在收音機中起檢波作用。

6、變容二極體

使用於電視機的高頻頭中。

判別二極體的好壞,可用如下方法:

圖6

晶體二極體的正、負極判別

1、二極體的外殼標有三角形箭頭的一端為正極,另一端為負極。

2、用萬用表r*100或r*1k檔,任意測量二極體的兩根引線,如果量出的電阻只有幾百歐姆(正向電阻),則黑錶筆(既萬用表內電池正極)所接引線為正極,紅錶筆(既萬用表內電源負極)所接引線為負極。

3、如果二極的正向電阻為零,或很少;反向也很少那麼說明這個二極體已經損壞了。

二極體的引數:

1、 最大工作電流

二極體長期連續工作時,允許通過最大正向電流,叫做最大工作電流。使用時二極體的工作電流不能超過這個數值,否則會被損壞。

2、最高反向工作電壓

二極體有最高反向工作電壓,使用時,反向工作電壓不能超過此電壓。(穩壓二極體除外)

3、反向飽和電流

二極體的反向飽和電流是二極體加反向電壓時未被擊穿的電流,其電流值越**明其單向性越好。

4、正向壓降

二極體在正向電壓工作時,管兩端會產生正向電壓降,其壓降值越小管越好。通常矽二極體壓降為0.7v,鍺二極體為0.3v。

5、最高工作頻率

因為pn結存在著結電容,所以二極體的最高工作頻率受到限制。在選用時,選最高頻率高於實際使用的工作頻率的二極體。

二極體併聯的情況:兩隻二極體併聯、每只分擔電路總電流的一半口三隻二極體併聯,每只分擔電路總電流的三分之一。總之,有幾隻二極體併聯,"流經每只二極體的電流就等於總電流的幾分之一。但是,在實際併聯運用時",由於各二極體特性不完全一致,不能均分所通過的電流,會使有的管子困負擔過重而燒毀。因此需在每只二極體上串聯乙隻阻值相同的小電阻器,使各併聯二極體流過的電流接近一致。這種均流電阻r一般選用零點幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大,r應選得越小。

圖7

二極體串聯的情況。顯然在理想條件下,有幾隻管子串聯,每只管子承受的反向電壓就應等於總電壓的幾分之一。但因為每只二極體的反向電阻不盡相同,會造成電壓分配不均:內阻大的二極體,有可能由於電壓過高而被擊穿,並由此引起連鎖反應,逐個把二極體擊穿。在二極體上併聯的電阻r,可以使電壓分配均勻。均壓電阻要取阻值比二極體反向電阻值小的電阻器,各個電阻器的阻值要相等。

圖8

最後來說說二極體使用時應該注意的問題:

1、注意其允許的最大電流。in4001-4007型矽二極體的額定正向工作電流為1a。

2、注意其允許的最高電壓。in4001二極體反向耐壓為50v,in4007反向耐壓為1000v。

3、注意其允許的最大頻率。

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