1二极管都是半导体么
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谈谈对二极管的一些认识学了一个学期的电工学,对电工学这门课程有了一定的了解,并且对这门课中涉及到的某些知识点也有了一定的认识,在此,我想谈谈我对二极管的一些了解和认识。
什么是二极管?二极管的英文是diode。
二极管的正.负二个端子,(如图)正端A称为阳极,负端K 称为阴极。
电流只能从阳极向阴极方向移动。
一些初学者容易产生这样一种错误认识:“半导体的一‘半’是一半的‘半’;面二极管也是只有一‘半’电流流动(这是错误的),所有二极管就是半导体”。
其实二极管与半导体是完全不同的东西。
我们只能说二极管是由半导体组成的器件。
半导体无论那个方向都能流动电流。
半导体的种类?半导体可分为本征半导体.P型半导体.N型半导体。
本征半导体:硅和锗都是半导体,而纯硅和锗(11个9的纯度)晶体称本征半导体。
硅和锗为4价元素,其晶体结构稳定。
P型半导体:P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子,譬如极小量(一千万之一)的铟合成的晶体。
由于3价原子进入4价原子中,因此这晶体结构中就产生了少一电子的部分。
由于少一电子,所以带正电。
P型的“P”正是取“Positve(正)”一词的第一个字母。
N型半导体:若把5价的原子,譬如砷混入4价的本征半导体,将产生多余1个电子的状态结晶,显负电性。
这N是从“Negative(负)”中取的第一个字母。
为了更好的了解半导体二极管,我特地上网查了一些相关只是,发现二极管的种类还是十分丰富的,就我了解常见的有以下几种整流管:整流管因为其正向工作电流较大,工艺上多采用面结型结构,结电容大,因此整流二极管工作频率一般小于3KHZ检波二极管:一般检波二极管采用锗材料点接触型结构,要求正向压降小,检波效率高,结电容小,频率特性好,其外形一般采用玻璃封装EA结构。
开关二极管:二极管从截止到导通称为开通时间,从开通到截止称为反向恢复时间,两者之和称为开关时间。
开通时间较短,一般可以忽略,反向恢复时间较长,他反应了二极管的特性好坏,trr定义为从加反向偏压开始到反向电流下降到初始值的1/10所用的时间。
二极管一.二极管的特性与应用:几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
二.二极管的工作原理: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,称为二极管的击穿现象。
三.二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。
根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构,又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,使触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。
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
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。
四.二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。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1. 正向特性。
半导体分立元件半导体二极管半导体二极管是用半导体材料(主要是硅或锗的单晶)而制成,故又称为晶体二极管(俗称二极管)。
二极管的主要电性能是“单向导电性”,是一种有极性的二端元件(一种典型的非线性元件)。
二极管在电路中主要用作整流、限幅箱位、检波等,在数字电路中用作开关器件。
基本知识1、二极管。
自然界的物质按其导电能力的大小分为导体、半导体、绝缘体。
导体具有良好的导电性能,其电阻率一般小于10-6Ω·m,如铜和银;绝缘体导电能力很差或不导电,其电阻率往往在108Ω·m以上,如橡胶、陶瓷等;而半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间,如纯净的硅在常温下的电阻率为2×103Ω·m。
半导体材料(如硅和锗)都是4价元素,其最外层的4个价电子与其相邻的原子核组成“共介键”结构,所以在温度极低时(如绝对零度时)半导体不导电,在常温下,纯净的半导体的导电能力也很弱。
2、半导体的主要特点。
半导体与导体和绝缘体相比有两个显著特点:一是其“热敏性”与“光敏性”。
例如当环境温度每升高8℃时,纯净硅的电阻率会降低一半左右(即导电能力提高一倍),且光线的照射也会明显地影响半导体的导电性能,人们利用半导体的这一性能,就可以制成各种热敏元件(如热敏电阻)、光敏元件(如光敏电阻、光电管)等;其二是半导体的“掺杂性”。
指在纯净的半导体内掺入微量的杂质,半导体的导电能力就急剧增强。
例如在单晶硅中掺入百分之一的某种杂质,其导电能力将增加一百万倍。
人们正是利用半导体的这一独特性质。
做成“杂质半导体”,从而制造出各种不同性质、不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路等。
3、杂质半导体。
(1)N型半导体(电子型半导体)。
在纯净的半导体中掺入5价元素就得到N型半导体。
5价杂质其最外层的5个价电子除与半导体组成共价键外就多余一个电子(自由电子)。
所以N型半导体中自由电子为“多子”,空穴为“少子”。
各类功率半导体电压范围
1. 二极管:二极管是最简单的功率半导体器件,它的主要作用是单向导电性,可以阻止反向电流通过。
常见的二极管电压范围为 0.2-1000V。
2. 晶体管:晶体管是一种可以控制电流的半导体器件,它可以用于放大信号、开关电路等。
常见的晶体管电压范围为 0.2-1000V。
3. IGBT(绝缘栅双极型晶体管):IGBT 是一种高压、大电流的功率半导体器件,它可以用于电动机驱动、电源转换等。
常见的 IGBT 电压范围为 600-6500V。
4. MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管):MOSFET 是一种电压控制型的功率半导体器件,它可以用于开关电路、电源管理等。
常见的 MOSFET 电压范围为 20-1000V。
5. SCR(可控硅):SCR 是一种可以控制电流的半导体器件,它可以用于电动机控制、电源调节等。
常见的 SCR 电压范围为 400-6500V。
需要注意的是,不同类型、不同规格的功率半导体器件其电压范围也会有所不同。
在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的功率半导体器件。
二极管基本概念基本概念二极管是晶体二极管的简称,也叫半导体二极管,用半导体单晶材料(主要是锗和硅)制成,是半导体器件中最基本的一种器件,是一种具有单方向导电特性的无源半导体器件。
一、二极管基本结构二极管的基本结构是一个PN结,二极管的所有特性都取决于PN结特性。
从PN结的导电原理可知,只有在正向偏置条件下,二极管才处于导通状态,所以说二极管具有单方向导电特性。
二、电路符号分类:半导体二极管种类很多。
基本参数基本参数一、结压降:结压降是指当外加正向偏置电压时,二极管能进入正常导通状态时的必须具有的最小外加电压值,也称为死区电压或导通电压。
对于硅二极管,这个电压一般为0.6V左右;对于锗二极管,这个电压一般为0.2V左右。
二、正向直流电阻R D:正向直流电阻R D是指二极管在给定外加正向直流电压时的电压与电流之比,R D=V DQ/I DA。
三、正向交流电阻r d:正向交流电阻r d是指在给定外加正向交流电压时的D V D与D I D之比,r d=D V D/D I D。
四、反向击穿电压V BR:反向击穿电压V BR是指反向击穿电压增大到某个值,反向电流迅速增大时所对应的电压值。
五、最高反向工作电压V RM :最高反向工作电压V RM是指二极管不被反向击穿的最高反向电压,一般取反向击穿电压的1/2。
对有些小容量二极管,最高反向工作电压则定为反向击穿电压的2/3。
应用中一定要保证不超过最大反向工作电压。
防止三极管因进入饱和状态而降低开关速度。
六、最大反向电流I BR:最大反向电流I BR是指在规定的反向偏压下,通过二极管的电流。
这一电流在反向击穿之前大致不变,故又称为反向饱和电流,如图所示。
通常硅管为几毫安以下,锗管为几百微安。
反向电流的大小,反映了晶体二极管单向导电性能的好坏,反向电流的数值越小越好。
七、最高工作频率f M:最高工作频率f M指二极管能保持良好工作特性时的工作电压最高频率。
有时手册中标出的不是“最高工作频率(f M)”,而是标出“频率(f)”,意义是一样的。
1二极管都是半导体么?
答:是。
2一定是箭头大的地方是正极,小的地方是负极?规定的?
答:是规定的表示记号。
3白炽灯是导体还是什么?
答:是导体。
4为什么半导体有单向导电性?
答:并非半导体有单向导电性,而是P-N结有单向导电性。
用半导体比较容易做成P-N结。
半导体二极管概念归纳
阳极:由P区引出的电极为阳极。
阴极:由N区引出的电极为阴极。
点接触型二极管,通过的电流小,结电容小,适用于高频电路和开关电路。
面接触型二极管,结面积大,电流大,结电容大,适用于低频整流电路。
平面型二极管,结面积较大时可以通过较大电流,适用于大功率整流,结面积较小时,可作为数字电路中的开关管。
开启电压U on:使二极管开始导通的临界电压称为开启电压U on。
反向电流:当二极管所加反向电压的数值足够大时,产生反向电流为IS。
在环境温度升高时,二极管
的正向特性曲线将左移,反向特
性曲线下。
如图所示。
温度每升高1︒C,正向压降减
小2~2.5mV;温度每升高10︒C,
反向电流约增大一倍。
结论:二极管对温度很敏感。
二极管的主要参数
★最大整流电流I F:指二极管长期工作,允许通过的最大直流电流。
★最高反向工作电压U R:指二极管正常使用允许加的最高反向电压。
稳压管:稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。
当稳压管外加反向电压的数值大到一定程度时则击穿。
稳压管的主要参数
★稳定电压U Z:U Z是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。
★稳定电流I Z: I Z是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。
只要不超过稳压管的额定功率,电流愈大,稳压效果愈好。
★额定功耗P ZM:P ZM等于稳压管的稳定电压U Z与最大稳定电流I ZM的乘积。
稳压管超过此值时,会因结温升高而损坏。
★动态电阻r Z:r Z为稳压管工作在稳压区时,稳压管电压的变化量与电流变化量之比,即。
r Z愈小,电流变化时U Z的变化愈小,稳压性能愈好。
★温度系数:表示温度每变化1 C稳压值的变化量,即=。
限流电阻:稳压管电路中必须串联一个电阻来限制电流,从而保证稳压管正常工作,故称这个电阻为限流电阻。
其它类型二极管:
★发光二极管
发光二极管具有单向导电性。
只有当外加的正向电压使得正向电流足够大时才发光,正向电流愈大,发光愈强。
★光电二极管
光电二极管是远红外线接收管,是一种光能与电能进行转换的器件。
光电二极管的工作原理:它是利用PN结外加反向电压时,在光
线照射下,改变反向电流和反向电阻,当没有光照射时,反向电流很小,反向电阻很大;当有光照射时,反向电阻减小,反向电流加大。
暗电流:光电二极管在无光照射时的反向电流称为暗电流。
明电流:有光照射时的电流称为明电流。