高中电子控制技术-二极管
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电子入门基础知识之二极管本文章主要介绍二极管的特性及使用方法,属于电子行业的基础知识,希望能对初学者和电子爱好者起到一定的帮助作用,介绍的内容可能比较浅,还希望大神和前辈多提指导意见。
二极管是电子设计中经常用的电子元器件,二极管有哪些特性、该怎么使用?今天简单介绍一下。
1. 什么是二极管二极管属于半导体,是由N型半导体和P型半导体构成的,这两种半导体相交的界面上形成PN结。
一个PN结就是一个二极管,P区的引线称为阳极,N区的引线称为阴极。
2. 二极管的特性二极管具有单向导电特性,可以整理为:正向导通,反向截至。
正向导通:当PN结加上正向电压,即P区接电源正级,N区接电源负极时,PN结处于导通状态。
要注意的是二极管正向导通时存在压降。
二极管导通之后,如果用万用表测量二极管的两端,就会发现二极管的两端存在电压,电压的降取决于二极管采用的是锗管还是硅管:锗管的电压降是0.2V左右;而硅管的电压降是0.5V左右。
如果电路上的电压低于二极管正常导通的电压降,则二极管将不能导通。
反向截至:当PN结加上反向电压,即P区接电源负级,N区接电源正极时,PN结处于截至状态。
二极管接反向电压时,存在着一个耐压的问题:如果加在二极管的反向电压过高,二极管受不了,就会击穿,此时二极管不再处于截止状态,而是处于导通状态。
二极管的伏安特性曲线如下:有如下几个参数需要介绍:死区电压:当二极管加正向电压时,电压低于死区电压时,二极管相当于还处于截止状态;电压降:当二极管加正向电压时,且电压高于死区电压时,二极管导通,此时二极管上的电压大小;反向漏电流:当二极管加反向电压时,二极管截止,但是也有部分漏电流通过二极管,称为反向漏气流,这个电流希望越小越好;击穿电压:当二极管加反向电压达到一定时,二二极管由反向截止状态而被击穿导通,此时的反向电压称为击穿电压。
电子元器件的方向及极性辨识请点这里。
二极管的基本认识二极管是一种电子元件,也被称为晶体二极管或二极管二极管。
它是由半导体材料制成的,具有两个极,分别称为正极(阳极)和负极(阴极)。
二极管是一种非线性电子元件,具有许多重要的特性和应用。
首先,让我们来了解一下二极管的结构。
二极管通常由两种不同类型的半导体材料(P型和N型)组成。
其中,P型半导体具有正电荷(空穴)的载流子,而N型半导体具有负电荷(电子)的载流子。
这两种材料在二极管的结构中形成一个PN结。
在PN结的接口处,电子和空穴通过复合释放出能量,这被称为二极管的正向偏置。
二极管的工作原理基于PN结的特性。
当二极管的正极连接到正电压,而负极连接到负电压时,二极管处于正向偏置状态。
在这种情况下,电流可以通过二极管流动,而且二极管的正极电压较高,负极电压较低。
这使得电子能够通过PN结流动,并产生二极管的导通。
另一方面,当二极管的正极连接到负电压,而负极连接到正电压时,二极管处于反向偏置状态。
在这种情况下,PN结会产生一个电势垒,阻止电流通过二极管。
因此,二极管处于截止状态,电流无法流动。
二极管有一些重要的特性。
其中之一是正向电压丢失,也称为二极管的压降。
当二极管处于正向偏置状态时,正极电压比负极电压高,这导致正向电压丢失。
这个丢失的电压取决于二极管的类型和材料,通常在几百毫伏到几伏之间。
另一个重要的特性是二极管的反向击穿电压。
当反向电压超过二极管的反向击穿电压时,二极管会失去正常的工作状态,电流会大幅度增加。
这可能导致二极管受损,因此需要谨慎选择二极管的额定反向电压。
二极管有许多应用。
其中之一是电路中的整流。
二极管在单向电流传输方面非常有效,因此它们常被用作整流器,将交流电信号转换为直流电信号。
此外,二极管还被用于电源电路、保护电路和信号处理电路中。
除了基本的二极管,还有一些其他类型的二极管。
例如,肖特基二极管是一种结构独特的二极管,具有更快的开关速度和较低的正向电压丢失。
此外,LED(发光二极管)是一种能够将电能转换为光能的二极管,被广泛应用于照明、显示和指示等领域。
【高中物理】高二物理教案二极管和发光二极管【高中物理】高二物理教案二极管和发光二极管(一)教学目的1.常识性了解二极管的单向导电特性;2.对二极管应用的初步了解高三;3.常识性了解发光二极管的特点。
(二)实验设备(按实验分组配置,每组设备如下)1.课本图15-2的实验1个2CZ半导体二极管;0.3安2.5V小灯泡(带小灯座)1对;2个1号干电池(带电池盒);1个单极开关;连接几根电线。
2.课本图15-4的实验一个gd55-2 LED;一个200欧姆滑动变阻器;2个1号干电池(带盒);1个单极开关;几根电线。
3.课本图15-7的实验两个红色和两个绿色发光二极管;1个玩具马达;2个100欧姆定值电阻器;2个1号干电池(带电池盒);1个单极开关;几根电线。
(三)教学过程1.引入新课程举例说明在日常生活中和现代科技中经常遇到的许多自动控制装置,如:自动报警装置、路灯发光和熄灭的自动控制等。
这些自动控制装置都是由电子元件组成的。
今天,我们就常见的有用的电子元件的初步。
首先二极管。
领导:(第一节)2.进行新课(1)二极管的单向导电性二极管是半导体二极管的简称,半导体二极管也叫晶体二极管,它由半导体材料构成,是电子技术中最常见的电子元件之一。
顾名思义,它有二根引线,一根叫正极,一根叫负极。
黑板书写:(二极管是半导体二极管的缩写。
)在黑板上画出二极管的符号,说明符号上的箭头指向表示允许电流通过的方向。
展示不同规格(类型)的二极管,让学生对二极管有一个直观的印象:即二极管有两条引线。
指出判断二极管正负极的方法。
学生实验根据教材图15-2 A和B要求学生连接电路,打开开关,观察小灯泡的发光情况。
然后,通过讨论,黑板得出结论:(二极管的单向导电性:当二极管的正极与电池的正极连接、二极管的负极与电池的负极连接时,小灯泡才发光,否则小灯泡不发光。
)(2)发光二极管二极管有许多种,如普通二极管、发光二极管、光敏二极管等,下面我们来介绍发光二极管。
高中物理二极管基础知识
二极管是有源半导体器件,是由三层半导体结构组成的,它是电路中的重要部件,在半导
体电路设计中发挥着重要作用。
首先,二极管由N型半导体和P型半导体两层半导体物质组成,中间嵌入绝缘物质,形
成由N型半导体和P型半导体组成的多层结构。
其次,二极管有两种类型,分别是P-N结晶和P-N增强型二极管,P-N结晶型二极管是最简单的。
其工作效果为:当正向电压小于反向电压时二极管为关闭状态,反之大于时开启。
由此可见,二极管的工作原理很简单,它的作用是对电路输入电压的开启和关闭。
此外,二极管还具有反向阻抗性能。
当二极管处于开启状态时,反向电阻很大,这样即使
反向电流流入,也不会把正向电源电压拉低,因此二极管具有很好的反向阻抗性能。
再者,由于二极管的集成有限,其功能和能量损耗也很小,因此是用于移动电源供电非常
有用的装置。
总而言之,通过介绍可以认识到二极管几乎可以应用于所有的半导体电路中,其工作原理简单,反向阻抗性能好,功能及能量损耗也较小,应用面很广,可以很好地满足工程师们在日常工作中的需要。
电子技术常见知识点一、二极管1、二极管符号:2、二极管的工作特性(1)二极管具有单向导电性加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位,负极接低电位,称为正向偏置(正偏)。
此时二极管内部呈现较小的电阻,有较大的电流通过,二极管的这种状态称为正向导通状态。
加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位,负极接高电位,称为反向偏置(反偏)。
此时二极管内部呈现很大的电阻,几乎没有电流通过,二极管的这种状态称为反向截止状态。
(2)二极管的特性曲线正向特性当正向电压较小时,二极管呈现的电阻很大,基本上处于截止状态,这个区域常称为正向特性的“死区”,一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V,锗二极管约为0.2V。
当正向电压超过“死区”电压后,二极管的电阻变得很小,二极管处于导通状态,二极管导通后两端电压降基本保持不变,硅二极管约为0.7V,锗二极管约为0.3V。
反向特性反向截止区二极管加反向电压时,仍然会有反向电流流过二极管,称为漏电流。
漏电流基本不随反向电压的变化而变化,称为反向截止区。
反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时,反向电流突然急剧增大,这种现象称为反向击穿现象。
实际应用时,普通二极管应避免工作在击穿范围。
3、二极管的检测(1)万用表置于R×1k挡。
测量正向电阻时,万用表的黑表笔接二极管的正极,红表笔接二极管的负极。
(2)万用表置于R×1k挡。
测量反向电阻时,万用表的红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极。
(3)根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。
4、光电二极管的检测使光电二极管处于反向工作状态,即万用表黑表笔接光电二极管的负极,红表笔接其正极,在没有光照射时,其阻值应在数十kΩ至数百kΩ,该电阻值称为暗电阻。
再将光电二极管移到光线明亮处,其阻值应会大大降低,万用表指示值通常只有数kΩ,该电阻值称为亮电阻。
5、二极管整流电路(1)半波整流当输入电压为正半周时,二极管VD因正向偏置而导通,在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。
二极管基础知识点大全电子元件家族当中,有一种只允许电流由单一方向流过,具有两个电极的元件,称为二极管,英文是“Diode”,是现代电子产业的基石。
1、真空电子二极管早期的二极管包含“猫须晶体”(Cat's Whisker Crystals)和真空管(ThermionicValves)。
1904年,英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了世界上第一只电子二极管——真空电子二极管。
它是依靠阴极热发射电子到阳极实现导通。
电源正负极接反则不能导电,它是一种能够单向传导电流的电子器件。
早期电子二极管存在体积大、需预热、功耗大、易破碎等问题,促使了晶体二极管的发明。
2、晶体二极管又称半导体二极管。
1947年,美国人发明。
在半导体二极管内部有一个PN结和两个引出端。
这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。
现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。
晶体二极管的核心是PN结,关于PN结首先要了解三个概念。
本征半导体:指不含任何掺杂元素的半导体,如纯硅晶片或纯锗晶片。
P型半导体:掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中Si(4+)中掺入Al(3+)的半导体。
N型半导体:掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体,如在本征半导体中硅Si(4+)中掺入磷P(5+)的半导体。
由P型半导体和N型半导体相接触时,就产生一个独特的PN结界面,在界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。
当外加电压等于零时,由于PN结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的PN结。
以PN结为核心结构,加上引线或引脚形成单向导电的二极管。
当外加电压方向由P极指向N极时,导通。
3、晶体二极管分类晶体二极管可按材料不同和PN结结构不同,进行分类。
1)点接触型二极管点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。
其PN结的静电容量小,适用于高频电路。
二极管简介一、原件名称二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。
二、原件系列二极管种类有很多,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、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。
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。
三、原件参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数。
不同类型的二极管有不同的特性参数。
对初学者而言,必须了解以下几个主要参数:1、最大整流电流IF:是指二极管长期连续工作时,允许通过的最大正向平均电流值,其值与PN结面积及外部散热条件等有关。
因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为141左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。
所以在规定散热条件下,二极管使用中不要超过二极管最大整流电流值。
例如,常用的IN4001-4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。
2、最高反向工作电压Udrm:加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。
为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值。
例如,IN4001二极管反向耐压为50V,IN4007反向耐压为1000V。