二极体分类
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二极体分类及作用基础整理
常用:in400x系列
续流二极体(fwd):
续流二极体”由于在电路中起到续流的作用而得名,一般选择快速恢复二极体或者肖特基二极体来作为“续流二极体”,它在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏,以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端,并与其形成迴路,使其产生的高电动势在迴路以续电流方式消耗,从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。
检波二极体:
检波通常为解调。
用于把迭加在高频载波上的低频讯号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。
检波二极体一般可选用点接触型锗二极体,例如2ap系列等。
选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极体。
限幅二极体
就是将讯号的幅值限制在所需要的範围之内。
注意限幅与钳位的区别。
二极体的作用二极体的基本作用是什么二极体相信大家都有接触过,这是一种具有单向导电性的半导体元件,经常被广大电子爱好者应用于各种电路上,在各电路中完成各种不同功能以满足需要。
下面将您详细介绍二极体的作用都是什么。
【二极体的作用】一、二极体是什么晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其介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产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极体的击穿现象。
二、二极体的作用1、整流:利用二极体单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。
2、开关:二极体在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。
利用二极体的开关特性,可以组成各种逻辑电路。
3、限幅:二极体正向导通后,它的正向压降基本保持不变(矽管为0。
7V,锗管为0。
3V)。
利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
4、续流:在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。
5、检波:在收音机中起检波作用。
6、变容:使用于电视机的高频头中。
7、显示:用于VCD、DVD、计算器等显示器上。
8、稳压:稳压二极体实质上是一个面结型矽二极体,稳压二极体工作在反向击穿状态。
在二极体的制造工艺上,使它有低压击穿特性。
稳压二极体的反向击穿电压恒定,在稳压电路中串入限流电阻,使稳压管击穿后电流不超过允许值,因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。
二極體的結構及性能特點有哪些?(一)半導體、晶體與PN結1.半導體半導體是導電能力介於導體(例如,金、銀、銅、鐵、鋁等材料)和絕緣體(例如,塑膠、橡膠、陶瓷、環氧樹脂、雲母等材料)之間的物質,具有熱敏特性、光敏特性和摻雜特性。
常用的半導體材料有矽、鍺、硒、砷化鎵及金屬的氧化物、硫化物等。
純淨的、不含任何雜質的半導體材料(例如矽、鍺等四價元素)稱爲本征半導體。
2.晶體自然界的一切物質都是由很小的物質微粒—原子構成的。
按照原子排列形式的不同,物質又可分爲晶體和非晶體兩類。
晶體通常都具有規則的幾何形狀,其內部的原子按照一定的晶格結構有規律地整齊排列羊,而非晶體內部的原子排列則無規律,雜亂無章。
本征半導體屬於理想的晶體,在熱激發的作用下,其內部會産生載流子(指自由電子和空穴)。
3.N型半導體在矽或鍺等本征半導體材料中摻入微量的磷、銻、砷等五價元素,就變成了以電子導電爲主的半導體,即N型半導體。
在N型半導體中,電子(帶負電荷)叫多數載流子,空穴(帶正電荷)叫少數載流子。
4.P型半導體在矽或鍺等本征半導體材料中摻入微量的硼、銦、鎵或鋁等三價元素,就就成了以空穴導電爲主的半導體,即P型半導體。
在P型半導體中,空穴(帶正電荷)叫多數載流子,電子(帶負電荷)叫少數載流子。
5.PN結通過特殊的“擴散”製作工藝,將一塊本征半導體的一半摻入微量的五價元素、變成P型半導體,而將其另一半摻入微量的三價元素、變成N型半導體,在P型半導體區和N 型半導體區的交界面處就會形成一個具有特殊導電性能的薄層,這就是PN結,它對P型區和N 型區中多數載流子的擴散運動産生了阻力。
6.單向導電性PN結主要的特性就是其具有單方向導電性,即在PN加上適當的正向電壓(P區接電源正極,N區接電源負極),PN結就會導通,産生正向電流。
若在PN結上加反向電壓,則PN結將截止(不導通),正向電流消失,僅有極微弱的反向電流。
當反向電壓增大至某一數值時,PN結將擊穿(變爲導體)損壞,使反向電流急劇增大。
场效应管的二极体值场效应管,又称为晶体管,是一种重要的电子元件,在现代电子技术中得到广泛应用。
它由N型或P型半导体材料制成,具有三个引脚:栅极(G)、漏极(D)和源极(S)。
本文将以场效应管的二极体为标题,介绍场效应管的基本原理、特性和应用。
一、场效应管的基本原理场效应管的二极体是指场效应管的两个PN结之间的区域。
PN结是由N型半导体和P型半导体的结合形成的,具有单向导电性。
场效应管通过在栅极施加电压来控制漏极-源极之间的电流。
当栅极电压为零时,场效应管处于截止状态,电流无法通过。
当栅极电压为正时,形成正偏压,使得PN结处于导通状态,电流能够通过。
栅极电压越高,漏极-源极之间的电流就越大。
二、场效应管的特性1. 高输入阻抗:场效应管的输入阻抗非常高,可以达到几百兆欧姆,这意味着输入信号所需要的电流非常小,可以避免对输入信号造成干扰。
2. 低输出阻抗:场效应管具有较低的输出阻抗,能够输出较大的电流和功率,适用于驱动负载电阻较小的应用。
3. 高增益:场效应管的电流放大倍数较高,可以将弱信号放大为较大的信号。
4. 快速响应:场效应管的开关速度较快,能够实现快速的开关操作。
三、场效应管的应用场效应管由于其特性优势,在电子电路中有着广泛的应用。
1. 放大器:场效应管可以作为放大器的核心元件,将输入信号放大到所需的幅度。
2. 开关:场效应管的开关速度快,可以用于开关电路,实现数字信号的开关操作。
3. 混频器:场效应管可以用于混频器电路,将不同频率的信号进行混合。
4. 电源稳压器:场效应管可以用于电源稳压器电路,实现对电源电压的稳定控制。
5. 电压比较器:场效应管可以用于电压比较器电路,实现对不同电压的比较。
场效应管的二极体是场效应管的重要组成部分,它通过栅极的电压来控制漏极-源极之间的电流。
场效应管具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和快速响应等特性,广泛应用于放大器、开关、混频器、电源稳压器和电压比较器等电路中。
二极管rd的分类二极管(Diode)是一种最简单的半导体器件,它具有两个电极:一个是正极(也称为阳极),一个是负极(也称为阴极)。
根据二极管的特性和应用领域的不同,可以将二极管RD分为以下几类。
一、整流二极管整流二极管用于电力系统、电子设备和通信设备中,其主要作用是将交流电信号转换为直流电信号。
整流二极管只允许电流在一个方向上通过,因此具有单向导电特性。
它可以有效地防止逆向电流流过,从而起到保护电路的作用。
二、稳压二极管稳压二极管也被称为Zener二极管,是一种特殊的整流二极管。
它具有正向导电和反向击穿的特性。
在反向击穿状态下,稳压二极管能够保持电压稳定,使其在电路中起到稳压作用。
稳压二极管广泛应用于电源电路、电压调节器、测量仪器和电子设备中。
三、光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的器件。
它通常由半导体材料制成,具有高灵敏度和快速响应的特点。
光电二极管广泛应用于光通信、光电转换、光电测量和光电检测等领域。
四、二极管激光器二极管激光器是一种利用直接半导体材料产生激光的器件。
它具有小体积、低功耗和高效率的特点,广泛应用于激光打印、光存储、光通信和医疗器械等领域。
五、肖特基二极管肖特基二极管是一种具有金属-半导体结构的二极管,它具有低反向电流、快速开关速度和高温特性的优点。
肖特基二极管广泛应用于高频电路、电源电路、开关电源和高温环境中的电子设备。
六、二极管整流桥二极管整流桥是由四个整流二极管组成的整流装置。
它能够将交流电信号转换为直流电信号,并具有较高的整流效率。
二极管整流桥广泛应用于电源电路、电力系统和电子设备中。
总结起来,二极管RD可以分为整流二极管、稳压二极管、光电二极管、二极管激光器、肖特基二极管和二极管整流桥等不同类型。
它们在各自的领域中发挥着重要的作用,为电子技术的发展做出了巨大贡献。
如何从外观上辨别二极体的正负极如何从外观上辨别二极体的正负极方法一:对于普通二极体,可以看管体表面,有白线的一端为负极。
方法二:对于发光二极体,引脚长的为正极,短的为负极。
方法三:如果引脚被剪得一样长了,发光二极体管体内部金属极较小的是正极,大的片状的是负极。
方法四:开启万用表,将旋钮拨到通断档,将红黑表笔分别接在两个引脚。
若有读数,则红表笔一端为正极;若读数为“1”,则黑表笔一端为正极。
如何从外观上区分电容正负极画上粗线的那个脚是负极二极体的正负极怎样判断,有的二极体黑色外观,一端有有万用表就很好判断,把万用表调到电阻档RX100以上,两个方向测阻值,电阻值小时,万用表负极表笔端是二极体的正极。
二极体的正负极利用万用表怎么辨别?1、首先,二极体上本身有标识。
在二极体的一端上有一条线(直插的二极体周围都有,贴片的是一个面上有)。
靠近线条这一端为负极,远离线条的那一端为正极。
2、万用表测量。
用Rx100或Rx1K档位,用两个表笔(表笔连线万用表的一端要确保连线正确)来回测量,一个方向测量阻值为无穷大,另一方向有读数(即指标动了,但不同性质的二极体,读数不同)。
当指标动了以后,黑笔连着的那端为正极,红笔那端为负极。
如果是数字方用表,直接选择欧姆档,测量结果一样。
如何区分变容二极体的正负极在外观上,一般负极有一个横杠。
有果有仪器,那就用一个低压电源如电池,串一个电阻看怎么接有电流就能分出来了。
如何看三针脚二极体的正负极中间那只脚为阴极(负极),两边两脚分别第一阳极(正极)和第二阳极(正极)。
如何确定整流二极体的正负极1.二极体特点是正向导通,反向截止。
发光二极体两端各接上电池正负极,亮说明接电池正极的为发光二极体正极,不亮则接电池正极的为发光二极体负极。
2.直流电路中电流方向是从高电位点流向低电位点。
简单说就是从电池的正极经过电路流向电池负极。
二极体有两个极,一个阳极一阴极。
分辨极性较简单,首先可看图表记。
2、LED的工作原理发光二极管(LED)是一种能把电能转化为光能的固体器件,它的结构主要由PN结芯片、电极和光学等系统组成。
LED的基本工作原理是一个电光转换的过程,当一个正向偏压施加于PN结两端,由于PN结势垒的降低,P区的正电荷将向N区扩散,N区的电子也向P区扩散,同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。
由于电流注入产生的少数载流子相对不稳定,对于PN结系统,注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合,其中多余的能量将以光的形式向外辐射,电子和空穴的能量差越大,产生的光子能量就越高。
能量级差大小不同,产生光的频率和波长就不同,相应的光的颜色就会不同。
LED工作原理如图2所示。
3、LED的光参数3.1 光通量光通量是光源在单位时间内发出的光量,即辐射功率(或辐射通量)能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量。
光通量的符号为Φ,单位为流明(Lm)。
根据光谱辐射通量Φ(λ),由下式可确定光通量:Φ=Km■Φ(λ)gV(λ)dλ式中,V(λ)—相对光谱光视效率;Km—辐射的光谱光视效能的最大值,单位为Lm/W。
1977年由国际计量委员会确定Km值为683Lm/W(λm=555nm).3.2 光强度光源在给定方向上的发光强度I是该光源在该方向的立体角元内传输的光通量dΦ除以该立体角元dΩ之商,即:I=■发光强度的单位是坎德拉(cd),1cd=1Lm/1sr。
空间各个方向的光强之和就是光通量。
3.3 光亮度光源发光表面上某一点处的亮度L,是该面元dS在给定方向上的发光强度除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积之商,即:L=■单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。
当发光表面与测量方向垂直时,则cosθ=1。
3.4 光照度表面上一点的照度E是入射在包含该点面元上的光通量dΦ除以该面元面积dS之商。
即:E=■单位为勒克斯(Lx),1Lx=1Lm/m2。
LED的光参数还包括:光谱、色品坐标、主波长和色纯度、色温和相关色温、显色性和显色指数等。
篇名二極體的工作原理與應用作者張弘勇。
中山工商。
綜合科。
三年七班●前言二極體是各種電子系統中最基本的組成元件之一,同時,它的特性類似一般的開關,有整流的作用,在電子系統中也扮演著重要的角色。
它的應用範圍自簡單延伸到複雜的範圍,二極體中,有利用P型和N型兩種接合面的PN結效應,也有利用金屬與半導體接合產生的蕭特基效應達成整流作用的類型。
就由我來帶你們一起來探討什麼是二極體,在我們的生活有什麼樣的幫助。
贰●正文一、二極體的起源二極體(diode)具有兩個電極(一個陰極和一個陽極)的電子管。
1904年英國物理學家弗萊明(J.A.Fleming)所發明。
在二極管中電子僅單方向流通,因此被廣泛用作整流器,將交流電(AC)轉變成直流電(DC)。
二、何謂二極體二極體(diode)是一種讓電流只能電向通過的電子元件。
最早的二極體是由真空管或含低壓氣體的管子所組成,在管子內有二根細線—屏極與絲極,電子只能單向地從絲極跑到屏極,如此可限定電流的方向;此種真空管或氣體二極體體,現在大致被半導體二極體所取代了。
(LED)更是用途廣泛,特別是雷射二極體,可發射雷射光用作指示器。
二極體的用途可用在將交流電轉換為直流電,光電管為二極體的一種變形應用,可以感應光線或其他射線的改變,並能增強、放大光量,此外,能釋放光能或其他射線的發光二極體。
《註一》三、二極體的種類1.PN二極體(PN Diode)將P型半導體(本質半導體加入3價雜質:硼、鎵、銦)與N型半導體(本質半導體加入5價雜質:砷、磷、銻)接合在一起即成為PN接面二極體,P型端為陽極(正極+),N型端為陰極(負極-)。
《註二》2.蕭特基二極體(Schottky Barrier Diode)利用金屬和半導體二者的接合面的蕭基特效應的整流作用。
若加入順向偏壓時,N型區的自由電子獲得足夠的能量,而移至較大的軌道中運動,因此自由電子也能跨越接面而進入金屬區,造成大的順向電流。
由於金屬並無少數載子,故無電荷儲存,也幾乎沒有逆向恢復時間。
齊納二極體(Zener Diode)被施加反方向電壓的場合,超過特定電壓時發生Zener降伏,與電流大小無關,得到一定的電壓之性質。
利用此性質作成的元件。
被用於作為電壓的基準。
借由添加不純物的種類、濃度,決定降伏電壓(破壞電壓)。
另外,順方向的特性與一般的二極體相同。
4.定電流二極體(CRD,Current Regulative Diode)被施加順方向電壓的場合,無論電壓多少,可以得到一定的電流的元件。
通常的電流容量在1~15mA的範圍。
雖然被稱為二極體,但是構造、動作原理都與接合型電場效應電晶體相似。
5.隧效應二極體(tunnel diode)、江崎二極體(Esaki diode)、透納二極體是利用量子穿隧效應的作用,會出現順向電壓增加時流通的電流量反而減少的”負電阻”的現象。
1957年由日本人江崎玲於奈發明。
借由調整不純物的濃度、在順向施加與Zener breakdown電壓相等的偏壓。
6.交流二極體(DIAC)、突波保護二極體如果施加超過規定電壓(brak over電壓,VBO)的電壓,會開始導通使得端子之間的電壓降低的雙方向元件。
使用於電路的突波保護上。
另,雖被稱為二極體,實際的構造、動作原理都應歸類為三極管(thyristor)的複雜分類中。
7.變容二極體(variable capacitance diode、varactor diode)施加逆向電壓的場合,二極體PN接合的空乏層厚度會變化,利用靜電容量(接合容量)的變化的可變容量蓄電器。
沒有機械零件所以可靠度高,廣泛應用於VCO 或可變電壓濾波器,也是電視接收器和移動電話不可缺少的零件。
符號如圖一所示:(圖一)變容二極體的符號資料來源:檢索於2007/1014,.tw/~lab/knowledge/s03.jpgPIN二極體(p-intrinsic-n Diode)PN之間一層高電阻的半導體層,使少數載子的積蓄效果增加,逆回復時間也較長。
利用順向偏壓時高頻率訊號較容易通過的性質,用於天線的頻帶切換以及高頻率開關。
9.雷射二極體(laser diode)當LED產生的光是帶寬極窄的同調光(coherent light)時,則稱為雷射二極體。
10.光電二極體(photo diode)光線射入PN接合,P領域的電洞、N領域的電子集合,產生電壓(光電效應)。
借由測量此電壓或電流,可作為光感應器使用。
有PN、PIN、蕭特基、APD等類型。
太陽電池也是利用此種效應。
11.點接觸二極體用鎢之類的金屬針狀電極與N型半導體的表面接觸。
此構造的特徵是寄生電容非常小。
採用於鍺質二極體和Gunn二極體。
礦石檢波器也是一種點接觸二極體。
12.發光二極體(Light Emitting Diode.LED)在一適當的順向偏壓下,電子、電洞由乾電池分別注入P、N兩端後,便會在PN界面區域結合而發光,即電子由高能量狀況掉回低能量狀態與電洞結合,將能量以光的形式釋放出來。
外部的乾電池會不斷地由N側注入(補充)電子,並由P側注入電洞,使得電子、電洞結合而發光的動作持續進行,這就是發光二極體的發光原理。
《註三》四、二極體的工作原理晶體二極管為一個由P型半導體和N型半導體形成的PN結,在其介面處兩側形成空間電荷層。
當不存在外加電壓時,因PN兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。
當外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流當外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。
當外加的反向電壓高到一定程度時,PN結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程,產生大量電子空穴對,產生了數值很大的反向擊穿電流,稱為二極體的擊穿現象。
五、二極體的導電特性二極體最重要的特性就是單方嚮導電性。
在電路中,電流只能從二極體的正極流入,負極流出。
下面通過簡單的實驗說明二極體的正向特性和反向特性。
正向特性:在電子電路中,將二極體的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極體就會導通,這種連接方式,稱為正向偏置。
必須說明,當加在二極體兩端的正向電壓很小時,二極體仍然不能導通,流過二極體的正向電流十分微弱。
只有當正向電壓達到某一數值(這一數值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,矽管約為0.6V)以後,二極體才能直正導通。
導通後二極體兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,矽管約為0.7V),稱為二極體的正向壓降。
【表一】、矽二極體與鍺二極體的比較材質切入電壓逆向漏電流逆向崩潰電壓用途矽0.6~0.7小(nA)大(≦1000V)整流、箝位、截波、保護鍺0.2~0.3大(μA)小(≦400V)檢波(資料來源:檢索於黃傑(2005)。
電子電路實習升學寶典A。
台科大圖書)2.反向特性:在電子電路中,二極體的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極體中幾乎沒有電流流過,此時二極體處於截止狀態,這種連接方式,稱為反向偏置。
二極體處於反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極體,稱為漏電流。
當二極體兩端的反向電壓增大到某一數值,反向電流會急劇增大,二極體將失去單方嚮導電特性,這種狀態稱為二極體的擊穿。
六、測試二極體的好壞初學者在業餘條件下可以使用萬用表測試二極體性能的好壞。
測試前先把萬用表的轉換開關撥到歐姆檔的RX1K檔位(注意不要使用RX1檔,以免電流過大燒壞二極體),再將紅、黑兩根表筆短路,進行歐姆調零。
1、正向特性測試:把萬用表的黑表筆(表內正極)搭觸二極體的正極,,紅表筆(表內負極)搭觸二極體的負極。
若錶針不擺到0值而是停在標度盤的中間,這時的阻值就是二極體的正向電阻,一般正向電阻越小越好。
若正向電阻為0值,說明管芯短路損壞,若正向電阻接近無窮大值,說明管芯斷路。
短路和斷路的管子都不能使用。
2、反向特性測試:把萬且表的紅表筆搭觸二極體的正極,黑表筆搭觸二極體的負極,若錶針指在無窮大值或接近無窮大值,管子就是合格的。
、二極體的實際用途1.整流二極體二極體具有P和N兩個端子,電流只能往單一方向流動。
電流可以從P流向N,不能從N流向P(單向性),也可利用二極體單向導通電性,把方向交替變化的交流電變換變成單一方向的脈動直流電。
這種作用就被稱之為整流作用。
2.蕭特基二極體此二極體的重要應用之一是用在數位計算機,因計算機的速率由其內部二極體及其他裝置的通斷速度有多快來決定,而這也是開始製造蕭特基二極體的原因。
因為蕭特基二極體無電荷儲存,所以也成為快速數位。
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,相當於一隻接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處於截止狀態,如同一隻斷開的開關。
利用二極體的開關特性,可以組成各種邏輯電路。
4.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,可以把信號幅度限制在一定範圍內。
5.變容二極體使用於電視機的高頻頭中。
参●結論經過了這幾個星期的研究與探討,讓我了解到二極體的發明帶給人類無限的好處。
由於這幾年科技不斷的進步,二極體的技術也跟著快速的發展,因此二極體是目前各種電子系統中最基本的組成元件之一,所以,在電子系統中也扮演著極重要的角色。
同時,它的特性類似一般的開關,也有整流的作用,通常家裡的電器用品的整流作用都是靠二極體的功能,還有,當我們走在路上所看到的廣告看版,也都是利用發光二極體的作用而完成的。
肆●引註資料《註一》.tw/answer/0106/010622.htm。
(檢索於2007/10/6)《註二》黃傑(2005)。
電子電路實習升學寶典A。
台北,台科大圖書。
《註三》維基百科。
(檢索於2007/10/6)。