二极管的基本原理:二极管是一种基本的电子元件,其重要特性是单向导电性。它由半导体材料制成,通常是硅或锗,内部有一个PN结。当正向偏置时,即P区接正极、N区接负极,二极管导通,电流可以顺畅通过;而反向偏置时,二极管截止,几乎不导电。这种特性使得二极管在整流、检波、稳压等电路中发挥着重要作用。二极管的历史发展:二极管的发明是电子学发展史上的重要里程碑。早期的二极管采用矿石晶体或金属触点,性能不稳定。随着半导体材料的发现和研究,硅和锗等半导体二极管逐渐取代了早期产品。现代二极管制造工艺先进,体积小、性能稳定,已成为电子设备中不可或缺的元件。随着技术的进步,新型二极管不断涌现,为电子产业带来更多可能性。BUK7240-100A,118 MOS(场效应管)
随着科技的飞速发展,半导体技术已经深入到我们生活的方方面面,其中二极管作为一开始诞生的半导体器件之一,扮演着举足轻重的角色。它的应用范围普遍,无论是在各种电子电路中,还是在日常的收音机、家用电器和工业控制电路中,都可以找到它的踪迹。二极管是一种由半导体材料(如硅、硒、锗等)制成的电子器件,具有两个电极,正极和负极。当在二极管的两极间加上正向电压时,二极管导通,电流可以从阳极流向阴极;而在加上反向电压时,二极管截止,电流无法通过。这一特性使得二极管在电路中可以起到开关的作用,控制电流的通断。TYN618二极管在电子设备中广泛应用,如电视机、计算机等。
二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。二极管的电路符号如图1所示。二极管有两个电极,由P区引出的电极是正极,又叫阳极;由N区引出的电极是负极,又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向,二极管的文字符号用VD表示。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。[5]当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流。
二极管*常见的功能是允许电流沿一个方向(称为二极管的正向)通过,而沿相反的方向(反向)阻止电流通过。这样,二极管可以被视为止回阀的电子版本。这种单向行为称为整流,用于将交流电(ac)转换为直流电(dc)。整流器、二极管的形式可用于诸如从无线电接收机中的无线电信号提取调制之类的任务。但是,由于二极管具有非线性电流-电压特性,因此其行为可能比这种简单的开关动作更为复杂。*当在正向方向上存在一定的阈值电压或切入电压时(该二极管被称为正向偏置的状态),半导体二极管才开始导电。正向偏置二极管两端的电压降*随电流变化很小,并且是温度的函数。此效果可用作温度传感器或参考电压。此外,当二极管两端的反向电压达到称为击穿电压的值时,二极管对反向流动的高电阻突然降至低电阻。可以通过选择半导体材料和制造过程中引入材料中的掺杂杂质来定制半导体二极管的电流-电压特性。这些技术用于创建执行许多不同功能的**二极管。例如,二极管用于调节电压(齐纳二极管),保护电路免受高压浪涌(雪崩二极管)的影响,对收音机和电视接收机进行电子调谐(变容二极管),以产生射频振荡(隧道二极管)、耿氏二极管、IMPATT二极管,并产生光(发光二极管)。 随着技术的进步,二极管的性能不断提升,为电子设备的发展提供了有力支持。
二极管是一种具有特殊电性能的半导体器件,其特性主要包括以下几个方面:单向导通特性:二极管只允许电流从它的正极流向负极,而不能反向流动。这是二极管基本的特性,也是它在电路中得以广泛应用的基础。当给二极管加上正向电压时,二极管可以处于导通状态,允许电流通过;而当加上反向电压时,二极管则处于截止状态,阻止电流通过。导通后管压降基本不变特性:二极管在正向导通后,其两端的电压(正向压降)基本保持不变。对于硅二极管,这一管压降通常是;而对于锗二极管,正向压降约为。这种特性使得二极管在稳压电路中有着重要应用。温度特性:二极管的PN结导通后的压降并非一直不变,而是会随着温度的升高而略有下降。这一特性使得二极管在构成温度补偿电路时非常有用。正向电阻可变特性:二极管导通后,其正向电阻会随着电流的变化而微小改变。正向电流越大,正向电阻越小;反之则大。 二极管的正向电压降是评价其性能的重要指标之一。BC52PA
二极管在电路中起到稳定电压、保护其他元件的作用。BUK7240-100A,118 MOS(场效应管)
除了整流电路外,二极管还可以用于检波电路。在检波电路中,二极管的作用是将信号从高频调幅波中分离出来。当高频调幅波通过二极管时,由于二极管的单向导电性,只有正向电流可以通过,因此可以通过调节调幅波的幅度来控制通过二极管的电流大小,从而将信号从高频调幅波中分离出来。此外,二极管还可以用于开关电路中。在开关电路中,二极管的作用是控制电路的通断状态。当加正向电压时,即二极管端子上的电压为正时,电流可以自由通过,而当加反向电压时,即二极管端子上的电压为负时,电流几乎为零。因此,通过控制二极管的通断状态,可以控制电路的通断状态,实现开关电路的功能。BUK7240-100A,118 MOS(场效应管)