二极管选用1
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常用开关二极管型号及主要参数开关二极管是一种具有特殊结构的二极管,其主要作用是实现电路开关控制功能。
在数字电子、通信、电源管理等领域都广泛应用。
以下将对常用的几种开关二极管型号及其主要参数进行介绍。
1.1N4148开关二极管-最大反向电压:100V-最大正向电流:200mA-最大功耗:500mW- 开关时间:4ns1N4148是一种常见的开关二极管,具有快速开关、低反向电流、高正向导通能力等特点。
广泛应用于数字逻辑门、开关电路以及高频信号放大电路中。
2.1N4007开关二极管-最大反向电压:1000V-最大正向电流:1A-最大功耗:3W-开关时间:<50μs1N4007是一种经典的开关二极管,主要用于低频交流电源整流和保护电路,具有高耐压、大电流特点,适用于一般电源电路。
3.1N5822开关二极管-最大反向电压:40V-最大正向电流:3A-最大功耗:2.5W- 开关时间:20ns1N5822是一种快恢复型开关二极管,具有快速恢复时间和低导通损耗的特点。
常用于开关电源和充电电路中,以提高电路的稳定性和效率。
4.2N3904开关二极管-最大反向电压:40V-最大正向电流:200mA-最大功耗:625mW- 开关时间:20ns2N3904是一种常见的NPN型开关二极管,适用于低功耗开关电路和放大电路。
具有高动态特性、低饱和电压和低输入电容等特点。
5.PN2222开关二极管-最大反向电压:40V-最大正向电流:600mA-最大功耗:500mW- 开关时间:25nsPN2222是一种广泛应用的PNP型开关二极管,常用于电源管理、接口驱动、瞬态抑制等电路。
具有较高的集电极电流和较低的饱和电压。
以上是几种常见的开关二极管型号及其主要参数。
在实际应用中,选择合适的开关二极管要综合考虑最大反向电压、最大正向电流、功耗和开关时间等参数,并根据具体应用需求进行合适选择。
二极管1. 半导体二极管的基本结构一个PN结外封管壳并引出电极,就成为半导体二极管。
根据PN结的结构,二极管分成点接触型、面接触型和平面型。
点接触型的二极管由于结面积很小,不能通过较大的正向电流,但结电容小,易于在高频小功率条件下使用,如开关二极管就是点接触型的。
面接触型二极管的PN结面积较大,允许通过较大的正向电流,但结电容大,不能在高频下工作,因此一般都用于整流。
平面型的二极管用于大功率整流管和数字电路中的开关管。
半导体二极管的外型及符号如图1所示。
图1 半导体二极管的外型及符号(a) 点接触型二极管(b) 面接触型二极管(c) 平面型二极管图2是常见的半导体二极管的外形图。
图2 常见的半导体二极管的外形图2. 半导体二极管的伏安特性(1) 正向伏安特性二极管的电流与外加电压的关系曲线称作伏安特性,如图3所示。
由图可见,当外加正向电压很小时,外电场还不足以克服内电场对多数载流子扩散运动的阻力,因此正向电流几乎为零。
二极管正向电流近似为零的区域称为死区,对应死区的正向电压称为死区电压,其值与半导体材料和环境温度有关,通常硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。
当外加正向电压大于死区电压后,二极管导通,其导通的正向压降,硅管约为0.6V~0.8V,锗管约为0.2V~0.3V。
图3 二极管的伏安特性(a) 2CZ52A硅二极管(b) 2AP2锗二极管(2) 反向伏安特性当二极管加反向电压时,在环境温度不变的条件下,少数载流子的数目近似为常数,因此当反向电压不超过某一范围时,反向电流的值很小,并且恒定,通U时,电场力常称它为反向饱和电流。
当反向电压超过二极管的反向击穿电压BR将共价键中的电子拉出,使少数载流子的数量增多,并在强电场下加速,又将晶格中的价电子碰撞出来,这种连锁反应导致载流子的数目愈来愈多,最后使二极管反向击穿。
二极管一旦被击穿,一般都不能恢复单向导电性能。
3. 主要参数二极管的参数是正确选择和使用二极管的依据。
二极管1a2参数
二极管1A2是一种普通二极管,常用于电子电路中。
其参数包括:1. 最大正向电流(IF):指二极管正向导通时的最大电流。
对于1A2二极管来说,最大正向电流为1安培。
2. 最大反向电压(VR):指二极管在反向电压下能够承受的最大值。
对于1A2二极管来说,最大反向电压一般为20伏特。
3. 正向压降(VF):指二极管在正向导通时的电压降。
对于1A2二极管来说,正向压降一般为0.7伏特。
4. 反向漏电流(IR):指二极管在反向电压下的漏电流。
对于1A2二极管来说,反向漏电流一般很小。
5. 最大功耗(PD):指二极管能够承受的最大功率。
最大功耗可以通过最大正向电流和正向压降计算得出。
这些参数可以帮助工程师在设计电路时选择适合的二极管,以满足电路的要求。
型号正向电流I F(mA)反向电流反向电压 最高工作检波效率η(%)检波损耗Ld(dB)结电容Cj(pF)用途IR(uA)UF(V)频率fp(MHZ)2AP116≤25010150≤12AP216≤25025150≤12AP325≤25025150≤12AP416≤25050150≤12AP516≤25075150≤12AP612≤250100150≤12AP712≤250100150≤12AP8A4≤20020150≤12AP8B6≤20020150≤12AP8C6≤20020150≤12AP916≤2001050≥80≤20≤0.52AP1016≤402050≥80≤20≤0.52AP1125≤2501080≤12AP1225≤2501080≤12AP1320≤2503080≤12AP1420≤2503080≤12AP1530≤2503080≤12AP1620≤2505080≤12AP1716≤25010080≤12AP18-1100≤1005080≤1 2AP18-2150≤1007580≤1 2AP18-3200≤10010080≤1 2AP2150≤25010150≤1 2AP2216≤10030150≤1 2AP2325≤25040150≤1 2AP2416≤25050150≤1 2AP2516≤25050150≤1 2AP2616≤250100150≤1在40MHz以下的无线电电子设备中作检波和整流在100MHz以下的无线电电子设备中作检波和整流在100MHz以下的无线电电子设备中作检波和整流在150MHz以下的无线电电子设备中作检波和整流在150MHz以下的无线电电子设备中作检波、鉴频在40MHz以下的电子设备作检波在40MHz以下的无线电电子设备中作检波和小电流整流第 1 页,共 2 页2AP278≤250150150≤1 2AP2816≤250100180≤1 2AP2916≤25050150≤1 2AP30A10≤5010200≤12AP30B10≤25010200≤1 2AP30C10≤10015200≤1 2AP30D10≤10015200≤1 2AP30E10≤1125200≤1 2AP318≤1025200≤0.3在各种电子设备中作高频检波和在超高频毫伏表中作探头检波在100MHz以下的无线电电子设备中作检波和整流第 2 页,共 2 页。
1.塑封整流二极管序号型号IF VRRM VF Trr 外形A V V μs1 1A1-1A7 1A 50-1000V 1.1 R-12 1N4001-1N4007 1A 50-1000V 1.1 DO-413 1N5391-1N5399 1.5A 50-1000V 1.1 DO-154 2A01-2A07 2A 50-1000V 1.0 DO-155 1N5400-1N5408 3A 50-1000V 0.95 DO-201AD6 6A05-6A10 6A 50-1000V 0.95 R-67 TS750-TS758 6A 50-800V 1.25 R-68 RL10-RL60 1A-6A 50-1000V 1.09 2CZ81-2CZ87 0.05A-3A 50-1000V 1.0 DO-4110 2CP21-2CP29 0.3A 100-1000V 1.0 DO-4111 2DZ14-2DZ15 0.5A-1A 200-1000V 1.0 DO-4112 2DP3-2DP5 0.3A-1A 200-1000V 1.0 DO-4113 BYW27 1A 200-1300V 1.0 DO-4114 DR202-DR210 2A 200-1000V 1.0 DO-1515 BY251-BY254 3A 200-800V 1.1 DO-201AD16 BY550-200~1000 5A 200-1000V 1.1 R-517 PX10A02-PX10A13 10A 200-1300V 1.1 PX18 PX12A02-PX12A13 12A 200-1300V 1.1 PX19 PX15A02-PX15A13 15A 200-1300V 1.1 PX20 ERA15-02~13 1A 200-1300V 1.0 R-121 ERB12-02~13 1A 200-1300V 1.0 DO-1522 ERC05-02~13 1.2A 200-1300V 1.0 DO-1523 ERC04-02~13 1.5A 200-1300V 1.0 DO-1524 ERD03-02~13 3A 200-1300V 1.0 DO-201AD25 EM1-EM2 1A-1.2A 200-1000V 0.97 DO-1526 RM1Z-RM1C 1A 200-1000V 0.95 DO-1527 RM2Z-RM2C 1.2A 200-1000V 0.95 DO-1528 RM11Z-RM11C 1.5A 200-1000V 0.95 DO-1529 RM3Z-RM3C 2.5A 200-1000V 0.97 DO-201AD30 RM4Z-RM4C 3A 200-1000V 0.97 DO-201AD2.快恢复塑封整流二极管序号型号IF VRRM VF Trr 外形A V V μs(1)快恢复塑封整流二极管1 1F1-1F7 1A 50-1000V 1.3 0.15-0.5 R-12 FR10-FR60 1A-6A 50-1000V 1.3 0.15-0.53 1N4933-1N4937 1A 50-600V 1.2 0.2 DO-414 1N4942-1N4948 1A 200-1000V 1.3 0.15-0.5 DO-415 BA157-BA159 1A 400-1000V 1.3 0.15-0.25 DO-416 MR850-MR858 3A 100-800V 1.3 0.2 DO-201AD7 EU1-EU2 0.25A-1A 100-1000V 1.3 0.4 DO-418 20DF1-20DF10 2A 100-1000V 1.3 0.2 DO-159 30DF1-30DF10 3A 100-1000V 1.3 0.2 DO-201AD10 RU1-RU4 0.25A-3A 100-1000V 1.3 0.411 ERA22-02~10 0.5A 200-1000V 1.3 0.4 R-112 ERA18-02~10 0.8A 200-1000V 1.3 0.4 R-113 ERB43-02~10 0.5A 200-1000V 1.3 0.4 DO-4114 ERB44-02~10 1A 200-1000V 1.3 0.4 DO-1515 ERC18-02~10 1.2A 200-1000V 1.3 0.4 DO-1516 ERD28-02~10 1.5A 200-1000V 1.3 0.4 DO-201AD17 ERD29-02~10 2.5A 200-1000V 1.3 0.4 DO-201AD18 ERD32-02~10 3A 200-1000V 1.3 0.4 DO-201AD19 ERD09-13~15 3A 1300-1500V 1.5 0.6 R-5(2)SK、2CG系列快恢复整流二极管1 SK1-02~30 1.5A 200-3000V 1.3-4 0.5-1 DO-152 SK2-02~30 1A 200-3000V 1.3-4 0.5-1 DO-413 SK3-02~30 2A 200-3000V 1.3-4 0.5-1 DO-154 SK4-02~30 0.5A 300-3000V 1.3-4 0.5-1 DO-415 2CG04-2CG30 0.2A 300-3000V 1.3-4 0.5-1 DO-41 (3)快恢复塑封阻尼二极管1 2CN1-2CN1C 1A 200-1200V 1.32 DO-412 2CN2D-2CN2M 0.5A 200-1000V 1.3 2 DO-413 2CN3D-2CN3M 1A 200-1000V 1.3 6 DO-414 2CN4D-2CN4M 1.5A 200-1000V 1.3 0.8 DO-155 2CN5D-2CN5M 1.5A 200-1000V 1.0 1 DO-156 2CN6D-2CN6M 1A 200-1000V 1.3 6 DO-417 2CN12D-2CN12M 3A 200-1000V 1.3 1 DO-201AD8 RH1Z-RH1C 0.6A 200-1000V 1.3 4 DO-419 TVR4J-TVR4N 1.2A 600-1000V 1.2 20 DO-153.超高频塑封二极管1 ERA34-10 0.1A 1000V 3 0.15 R-12 ERA32-02~10 1A 200-1000V 1.3 0.1 DO-413 ERB32-02~10 1.2A 200-1000V 1.3 0.1 DO-154 ERC30-02~10 1.5A 200-1000V 1.3 0.1 DO-155 ERC32-02~10 3A 200-1000V 1.3 0.1 DO-201AD6 EG01E-EG01C 0.5A 200-1000V 2 0.1 DO-417 EG1E-EG1C 1A 200-1000V 1.8 0.1 DO-418 RG10Z-RG10C 1.2A 200-1000V 2 0.1 DO-159 RG2Z-RG2C 1.5A 200-1000V 1.8 0.1 DO-1510 RG4Z-RG4C 3A 200-1000V 2 0.1 D0-201AD4.超快恢复塑封二极管序号型号IF VRRM VF Trr 外形A V V ns(1)超快恢复塑封二极管2 SF80-SF160 8-16A 50-600V 0.95-1.4 35 TO-2203 EGP10-EGP50 1-5A 50-200V 1.1 354 ERC38~04-ERC38~10 1A 400-1000V 1.7 50 DO-415 RL2-RL2C 2A 400-1000V 1.7 50 DO-156 RL3-RL3C 3A 400-1000V 1.7 50 DO-201AD7 1H1-1H8 1A 50-1000V 1.1-1.7 50-75 R-18 HER10-HER60 1-6A 50-1000V 1.1-1.7 50-759 HER80-HER160 8-6A 50-1000V 1.1-1.7 50-75 TO-22010 UF10-UF60 1-6A 50-1000V 1.1-1.7 50-7511 EL1Z-EL1 1.5A 200-350V 1.3 50 DO-15(2)MUR超快恢复整流二极管1 MUR120-MUR1120 1A 200-1200V 0.95-1.5 35-50 DO-412 MUR420-MUR4120 4A 200-1200V 0.95-1.6 35-75 DO-201AD3 MUR820-MUR8120 8A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-220AC4 MUR1020-MUR10120 10A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-220AC5 MUR1520-MUR15120 15A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-220AC6 MUR2020-MUR20120 20A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-220AB7 MUR3020-MUR30120 30A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-247AD8 MUR6020-MUR60120 60A 200-1200V 1.3-2.1 35-75 TO-247AD (3)RHRP、RHRG超快恢复二极管1 RHRP820-RHRP8120 8A 200-1200V 2.1-3.2 35-70 TO-220AC2 RHRP1520-RHRP15120 15A 200-1200V 2.1-3.2 40-75 TO-220AC3 RHRP3020-RHRP30120 30A 200-1200V 2.1-3.2 45-75 TO-220AC4 RHRG3020-RHRG30120 30A 200-1200V 2.1-3.2 45-75 TO-247AC5 RHRG5020-RHRG50120 50A 200-1200V 2.1-3.2 50-100 TO-247AC6 RHRG6020-RHRG60120 60A 200-1200V 2.1-3.2 45-75 TO-247AD (4)BYV29~79、BYT28~79超快恢复二极管1 BYW29-100~200 8A 100-200V 1.1 25 TO-220AC2 BYV29-300~500 9A 300-500V 1.25 60 TO-220AC3 BYQ28 -100~200 10A 100-200V 1.1 20 TO-220AB4 BYT28-300~500 10A 300-500V 1.4 60 TO-220AB5 BYV79-100~200 14A 100-200V 1.3 30 TO-220AC6 BYT79-300~500 14A 300-500V 1.4 60 TO-220AC7 BYV32-100~200 20A 100-200V 1.1 25 TO-220AB8 BYV34-300~500 20A 300-500V 1.1 60 TO-220AB9 BYV42-100~200 30A 100-200V 1.1 28 TO-220AB10 BYV44-300~500 30A 300-500V 1.25 60 TO-220AB5.肖特基整流二极管序号型号IF VRRM VF 外形A V V(1)肖特基塑封整流二极管1 1N5817-1N5819 1A 20-40V 0.45-0.6 DO-412 1N5820-1N5822 3A 20-40V 0.45-0.6 DO-201AD4 SR10-SR50 1-5A 20-100V 0.55-0.855 SB120-SB1B0 1A 20-100V 0.55-0.85 DO-416 SB220-SB2B0 2A 20-100V 0.55-0.85 DO-157 SB320-SB3B0 3A 20-100V 0.55-0.85 DO-201AD8 SB520-SB5B0 5A 20-100V 0.55-0.85 D0-201AD9 ERA81-002~009 1A 20-90V 0.55-0.9 DO-4110 ERB81-002~009 2A 20-90V 0.55-0.9 DO-1511 ERC81-002~009 3A 20-90V 0.55-0.9 DO201AD12 EK03-EK09 1A 20-90V 0.55-0.81 DO-4113 EK13-EK19 1.5A 20-90V 0.55-0.81 DO-1514 EK33-EK39 2A 20-90V 0.55-0.81 DO-1515 EK43-EK49 3A 20-90V 0.55-0.81 DO-201AD(2)MBR、PBYR系列大电流肖特基整流二极管1 MBR1020-MBR1060 10A 20-60V 0.57-0.8 TO-220AC2 MBR1620-MBR1660 16A 20-60V 0.57-0.8 TO-220AC3 MBR2020CT-2060CT 20A 20-60V 0.57-0.8 TO-220AB4 MBR2520CT-2560CT 25A 20-60V 0.57-0.8 TO-220AB5 MBR3020PT-3060PT 30A 20-60V 0.57-0.8 TO-247AD6 MBR4020PT-4060PT 40A 20-60V 0.57-0.8 TO-247AD7 MBR6020PT-6060PT 60A 20-60V 0.57-0.8 TO-247AD8 PBYR735-745 7A 20-45V 0.56-0.66 TO-220AC9 PBYR1020-1060 10A 20-60V 0.56-0.77 TO-220AC10 PBYR1635-1660 16A 20-60V 0.56-0.77 TO-220AC11 PBYR2020CT-2045CT 20A 20-45V 0.56-0.65 TO-220AB12 PBYR3035PT-3060PT 30A 20-60V 0.56-0.77 TO-247AD 6.玻球快恢复二极管、玻钝芯片塑封二极管序号型号IF VRRM VF Trr 外形A V V ns(1)BYV、BYT、BYM、BYW玻球快恢复二极管1 BYV26A-BYV26E 1A 200-1000V 1.5 0.03 DO-204AP2 BYV12-BYV16 1.5A 100-1000V 1.5 0.3 DO-204AP3 BYV96A-BYV96E 1.5A 100-1000V 1.5 0.3 DO-204AP4 BYV27-50~200 2A 50-200V 1.1 0.025 DO-204AP5 BYV28-50~200 3.5A 50-200V 1.1 0.03 G36 BYT52A-BYT52M 1A 50-1000V 1.3 0.2 DO-204AP7 BYT54A-BYT54M 1.25A 50-1000V 1.5 0.1 DO-204AP8 BYT53A-BYT53M 1.5A 50-1000V 1.1 0.05 DO-204AP9 BYT56A-BYT56M 3A 200-1000V 1.4 0.1 G310 BYM26A-BYM26M 2.3A 200-1000V 1.5 0.03 G311 BYM36A-BYM36M 3A 200-1000V 1.1 0.15 G312 BYW32-BYW38 2A 200-1000V 1.1 0.2 DO-204AP13 BYW52-BYW56 2A 200-1000V 1.1 4 DO-204AP14 BYW72-BYW76 3A 200-600V 1.1 0.2 G315 BYW96A-BYW96E 3A 200-1000V 1.5 0.2 G316 BY228 3A 1500V 1.5 20 G3(2)GP、RGP系列玻钝芯片塑封二极管17 GP10-GP30 1-3A 50-1000V 1.118 RGP01-10~RGP01-20 0.1A 1000-2000V 2 0.2-0.5 DO-4119 RGP05-10~RGP05-20 0.5A 1000-2000V 2 0.2-0.5 DO-4120 RGP10-RGP60 1-6A 50-2000V 1.3 0.15-0.57.PD、TR、PR系列高压塑封二极管1 PD0112-PD0160 0.1A 1200-6000V 1.2-5 DO-412 PD0312-PD0360 0.3A 1200-6000V 1.2-5 DO-153 PD0512-PD0560 0.5A 1200-6000V 1.2-5 DO-154 PD112-PD130 1A 1200-3000V 1.2-4 DO-155 PD1512-PD1530 1.5A 1200-3000V 1.2-4 DO-156 PD212-PD220 2A 1200-2000V 1.2-2.5 DO-201AD7 PD312-PD320 3A 1200-2000V 1.2-2.5 DO-201AD8 PD612-PD620 6A 1200-2000V 1.2-2.5 R-69 TR0112-TR0160 0.1A 1200-6000V 1.5-8 0.5-0.8 DO-4110 TR0312-TR0360 0.3A 1200-6000V 1.5-8 0.5-0.8 DO-1511 TR0512-TR0560 0.5A 1200-6000V 1.5-8 0.5-0.8 DO-1512 TR112-TR130 1A 1200-3000V 1.5-6 0.5-0.8 DO-1513 TR1512-TR1530 1.5A 1200-3000V 1.5-6 0.5-0.8 DO-1514 TR212-TR220 2A 1200-2000V 1.5-2.7 0.5-0.8 DO-201AD15 TR312-TR320 3A 1200-2000V 1.5-2.7 0.5-0.7 DO-201AD16 TR612-TR620 6A 1200-2000V 1.5-2.7 0.5-0.8 R-617 PR01-PR1 0.1-1A 1200-3000V 1.5-4 0.1-0.5 DO-1518 RC2 0.3A 2000V 3 0.5 DO-4119 RU4D-RP3F 1.5A-2A 1300-1500V 1.5 0.3 DO-201AD8.稳压二极管序号名称型号PZM VZW V稳压二极管1 BZX55 0.5W 2.4V-47V2 1N5985B~1N6031B 0.5W 2.4V-200V3 1N4728~1N4764 1W 3.3V-100V4 1N5911B~1N5956B 1.5W 2.7V-200V5 2CW37-2.4~36 0.5W 2.4V-36V6 2CW51-2CW68 0.25W 3V-28.5V7 2CW101-2CW121 1W 3V-37.5V8 2DW50-2DW64 1W 41V-190V9 2DW80-2DW190 3W 41V-190V10 2DW110-2DW151 10W 4.3V-470V11 2DW170-2DW202 50W 4.3V-200V12 温度补偿稳压二极管2DW230-2DW236 0.2W 5.8V-6.6V9.高速开关二极管序号型号IC VRM Trr 外形mA V ns1 1N4148 150 100V 4 DO-352 1N4149-1N4154 150 35-100V 2-4 DO-353 1N4446-1N4454 150 40-100V 1-4 DO-354 1N914 75 100V 4 DO-355 BAV17-BA V21 250 25-250V 50 DO-356 BAW75-BAW76 300 35-75V 4 DO-357 2CK70-2CK79 10-280 20-60V 3-10 DO-358 2CK80-2CK85 10-300 20-60V 5-10 DO-359 1S1553-1S1555 100 70-35V 3 DO-3510 1S2471-1S2473 130-110 90-40V 3 DO-35几种常用二极管的特点1.整流二极管整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。
二极管选用1feiser 发表于 2006-10-15 11:39:00PN结简述1949年PN结理论发表,1950年制造PN结二极管的扩散法出现,半导体技术从此蓬勃发展,人类进入了微电子时代。
半导体材料有如下的一些特点:半导体材料的电阻率受杂质含量的多少的影响极大,如在硅中只要掺入百万分之一的杂质硼,硅的电阻率就会从214,0 00Ω·cm下降至0.4Ω·cm;半导体材料的电阻率受外界条件影响很大。
例如温度每升高8℃纯净硅的电阻率就会下降一半左右。
因此,半导体材料可以人为地控制电阻率取得不同的导电性能。
在纯净的半导体材料(如硅)中掺入三价原子(如硼原子、镓原子)形成P型半导体;掺入五价原子(如磷原子、砷原子)的半导体材料形成N型半导体材料。
掺入杂质的P型半导体和N型半导体的电阻率下降、导电性能增强。
P型半导体和N 型半导体的导电机制分别为“空穴”和“电子”。
有了P型半导体和N型半导体,就出现了“PN”结。
通过扩散等工艺,把一块半导体材料一边做成N型半导体,一边做成P型半导体。
由于P型区的“空穴”多,N型区“电子”多,在P型区和N型区的交界处,“电子”从高浓度的N区向P区扩散,同时“空穴”从浓度高的P区向N区扩散。
在P区内,“电子”称为少数载流子,在N区内,“空穴”称为少数载流子,扩散到对方的“电子”或“空穴”称为“非平衡少数载流子”。
P型半导体体内的“空穴”成为P型半导体的“多子”,同理,N型半导体内的“电子”称为N型半导体的“多子”。
这些非平衡少数载流子的注入,必然与对方的多子复合,在交界面附近使载流子成对的消失,并且各留下不能移动的正、负离子,构成一个空间电荷区,出现一个由N区指向P区的内建电场。
由正、负离子组成的空间电荷区就是“PN”结。
“PN”结具有正向导通,反向截止的功能。
“PN”结的正向特性:观察“PN结”的I-V特性曲线,发现在正向曲线起始阶段,电流增长缓慢,这是由于内建电场对外电场的抵消作用。
当正向电压增加到一定的值后(硅管约为0.7V锗管约为0.2V),内建电场被完全消除,电流增长很快,近乎直线上升。
“PN”结的反向特性:当“PN”处于反向偏置时,由于外电场的方向与内建电场的方向一致,使空间电荷区加宽,空间电荷区内都是不能移动的正、负离子,不具有导电性。
在“PN”结的额定击穿电压之前,反向偏置“PN”结的电流只由少数载流子漂移产生,其值基本上不随反偏压增大而上升。
由于少数载流子的浓度受温度影响很大(例如温度每升高8℃纯净硅的电阻率就会下降一半左右),因此“PN”结的反向电流随着温度的升高会增大很快。
“PN”结的击穿特性:当加在“PN”结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后,“PN”结发生击穿。
“PN”结的击穿主要有两类,齐纳击穿和雪崩击穿。
齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的“PN”结,一般反向击穿电压小于4Eg/q的“PN”的击穿模式就是齐纳击穿,击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电,使的少子浓度增加,反向电流上升。
雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”结,一般反向击穿电压高于6 Eg/q的“PN”结的击穿模式为雪崩击穿。
击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快,动能增大,撞击中型原子时把外层电子撞击出来,继而产生连锁反应,导致少数载流子浓度升高,反向电流剧增。
将一个“PN”结封装在一个密封的管壳中(玻璃、塑料或金属)并用引线引出电极,就成了一个二极管。
二极管的工作原理晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n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p-n 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。
当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抵消作用使载流子的扩散电流增加引起正向电流。
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I0。
当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值发生载流子的倍增效应,产生大量电子空穴对,从而产生数值很大的反向击穿电流,这称为二极管的击穿现象。
二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
下面介绍一下二极管的正向特性和反向特性。
1、正向特性在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端、负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式称为正向偏置。
必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,流过二极管的正向电流十分微弱,此时二极管仍然不能导通。
只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能真正导通。
导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),此电压称为二极管的“正向压降”。
2、反向特性在电子电路中,二极管的正极接在低电位端、负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,二极管处于截止状态,这种连接方式称为反向偏置。
二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为反向漏电流。
当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
二极管的种类及特点1、按材料划分按材料分,有锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管。
它们虽然都由PN结构成,但由于材料不同,故性能也不尽相同。
锗二极管的压降比硅二极管的压降小,锗管为0.15~0.3伏,硅管为0.6~0.7伏。
锗二极管的反向饱和漏电流比硅二极管大,锗管一般为十到几百微安,而硅管在1微安以下。
锗管耐高温性能远远不如硅管,锗管最高承受温度不超过100℃,而硅管可高达200℃。
2、按管芯结构划分按照管芯结构可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使金属丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。
由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。
由于PN结面积小,所以正向时扩散区存储的电荷少、且P N结电容小,可以工作在很高的频率,但不能承受大的正向电流和高的反向电压,这类管子也称为合金管,一般反向耐压很低,功耗也不大,在普通用途中用量不大。
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的正向电流(几安到几十安)和反向电压,性能较为稳定,主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
但一般反向恢复时间也就较大。
一般不适宜在高频电路中使用。
但现在的器件设计师通过种种办法在提高面接触型二极管的反向恢复时间性能(如通过掺入复合中心,减小扩散区体积等)。
当然,这些措施也会引起正向压降增大的不利之处。
平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
3、按用途划分二极管按用途不同,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
(1)整流二极管。
整流二极管主要用于整流电路中。
它是利用PN结的单向导电性把交流电转变成脉动直流电。
一般,它用硅材料做成面结合型,因此其结电容较大,但是其频率范围较窄且低,在3KHz以下。
包括普通整流二极管、快恢复整流二极管(HER系列)、肖特基整流二极管(SR系列)等。
一般在要求反向耐压及正向导通电流满足要求的基础上分为如下情况:1直接对电源整流或接有容性负载或感性负载处的整流管,要求承受浪涌电压和浪涌电流的能力较强;2对开关电源次级整流的整流管,要求反向恢复时间要快,正向压降要小,整流效率要高。
否则会引起低压断电等故障。
同时反向恢复时间时间过长,也会对PWM模块造成不良影响。
肖特基二极管的漏电流很大,可达毫安级,随温度的上升漏电流上升更快;反向耐压很低,现在的工艺可以200V 以上的肖特基二极管,但肖特基二极管具有快速的反应时间及很小的正向压降的特点。
(2)稳压二极管。
稳压二极管是一种特殊的齐纳二极管。
主要利用其在反向电压临近击穿电压时反向电流急剧增大,发生可逆性击穿(即此时的管子处于电流在很大的范围内变动而管子仍处于可控的状态)的特性。
尽管电流在很大范围内变化,但二极管的电压基本稳定在击穿电压附近。
利用稳压二极管微小的电压变化引起极大的电流变化的特点快速地把变化的电压反馈到电压调节电阻上,在稳压电路中串联一个合适的电压调节电阻就可以把电压调节在需要的值上。
稳压二极管的主要参数:1稳压值Vz 稳压管在电路中能稳定的电压值,如3.3V、4.7V、5V、9V等;此值一般指在某一稳压电流下的值,在实际的电路中流过的稳压电流值不一定就是稳压电流值,因此,实际电路中稳压管稳压端的值不一定就是规范中稳压管的稳压值,但规范中的稳压值是中心值。
2稳压电流I稳压二极管允许长期通过的最大稳压电流,稳压管的实际工作ZM值,否则稳压管会因电流过大而过热损坏。
3动态电阻Rz 电流要小于此IZM动态电阻是指在规定的工作电流下,稳压值的微小变化与通过二极管电流的变量的比值。
动态电阻值是衡量稳压管稳压能力的一个参数。
稳压管的动态电阻随工作电流大小而改变,工作电流越大,动态电阻越小,工作电流越小,动态电阻越大。
(3)开关二极管。
开关二极管利用了二极管的单向导电特性。
在PN结加上正向电压后,其导通电阻很小;而加上反向电压后截止,其电阻很大。
因此,在电路中起到控制电流接通或关断的作用。
开关二极管的开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和。
其中,开通时间是指开关二极管从截止到导通所需的时间;反向恢复时间是指导通到截止所需的时间。
一般,开关二极管的开关速度是很快的,而其反向恢复时间又远远大于开通时间,故在规格书中给出的一般是反向恢复时间。
硅开关二极管的反向恢复时间只有几个纳秒(ns),即10 -9级秒;锗开关二极管的反向恢复时间要长一些,但也只有几百纳秒。
开关二极管具有开、关速度快,体积小,可靠性强,使用寿命长等优点,可广泛应用于自动控制电路。
(4)变容二极管。
变容二极管是利用PN结空间电荷区具有电容特性的原理制成的特殊二极管。
一般的PN结二极管只有很小的内部电容量(几PF以内),但是通过利用PN结的一些结构特性,具有特殊结构的PN结的这个内部电容量就可作到可观的容量,并可以像普通的电容器一样运用于电路中。
其容量随电压的变化可在1PF到2000PF之间变化。
如变容二极管MA335在反向2V左右的偏置下1MHz的频率下容量可达36PF左右。
变容二极管的功耗与普通PN结二极管的功耗不同。
普通二极管的功耗等于该管正向直流电流与正向压降的乘积,而变容二极管的功耗是通过二极管的交流电流与二极管的等效串联电阻的造成的。