二極管全面知識(shí)
二極管
所屬分類: 半導(dǎo)體 半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體概念 基本物理概念 微電子學(xué) 物理學(xué) 電子 電子元件 電子學(xué) 電子工程 電子技術(shù) 電子術(shù)語 電磁學(xué) 自然科學(xué) 通信
摘要
目錄
1 名詞解釋
2 晶體二極管
3 激光二極管
4 發(fā)光二極管
5 微波二極管
6 穩(wěn)壓二極管
7 觸發(fā)二極管
8 隧道二極管
9 光敏二極管
10 相關(guān)條目
?二極管-名詞解釋???
二極管二極管的特性與應(yīng)用
幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管,它在許多的電路中起著重要的作用,它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用也非常廣泛。
二極管的工作原理
晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對(duì),產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。
二極管的類型
二極管種類有很多,按照所用的半導(dǎo)體材料,可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。根據(jù)其不同用途,可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu),又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面,通以脈沖電流,使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起,形成一個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸,只允許通過較小的電流(不超過幾十毫安),適用于高頻小電流電路,如收音機(jī)的檢波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大,允許通過較大的電流(幾安到幾十安),主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的硅二極管,它不僅能通過較大的電流,而且性能穩(wěn)定可靠,多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。
二極管的導(dǎo)電特性
二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負(fù)極流出。下面通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說明二極管的正向特性和反向特性。
1.???? 正向特性。
在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端,二極管就會(huì)導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí),二極管仍然不能導(dǎo)通,流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。
2.???? 反向特性。
在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負(fù)極接在高電位端,此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過,此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí),仍然會(huì)有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會(huì)急劇增大,二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?,這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。
二極管的主要參數(shù)
用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對(duì)初學(xué)者而言,必須了解以下幾個(gè)主要參數(shù):
1、額定正向工作電流
是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許限度(硅管為140左右,鍺管為90左右)時(shí),就會(huì)使管芯過熱而損壞。所以,二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。
2、最高反向工作電壓
加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí),會(huì)將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極管反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。
3、反向電流
反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10,反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管,在25時(shí)反向電流若為250uA,溫度升高到35,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75時(shí),它的反向電流已達(dá)8mA,不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會(huì)使管子過熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25時(shí)反向電流僅為5uA,溫度升高到75時(shí),反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。
二極管-晶體二極管???
?晶體二極管
crystal diode
??? 固態(tài)電子器件中的半導(dǎo)體兩端器件。起源于19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)接觸二極管效應(yīng),發(fā)展于20世紀(jì)30年代,主要特征是具有單向?qū)щ娦?,即整流特性。利用不同的半?dǎo)體材料、摻雜分布、幾何結(jié)構(gòu),可制成不同類型的二極管,用來產(chǎn)生、控制、接收、變換、放大信號(hào)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。例如穩(wěn)壓二極管可在電源電路中提供固定偏壓和進(jìn)行過壓保護(hù);雪崩二極管作為固體微波功率源,用于小型固體發(fā)射機(jī)中的發(fā)射源;半導(dǎo)體光電二極管能實(shí)現(xiàn)光-電能量的轉(zhuǎn)換,可用來探測(cè)光輻射信號(hào);半導(dǎo)體發(fā)光二極管能實(shí)現(xiàn)電-光能量的轉(zhuǎn)換,可用作指示燈、文字-數(shù)字顯示、光耦合器件、光通信系統(tǒng)光源等;肖特基二極管可用于微波電路中的混頻、檢波、調(diào)制、超高速開關(guān)、倍頻和低噪聲參量放大等。
??? 分類
按用途分:檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)管、光電管。
按結(jié)構(gòu)分:點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管
二極管-激光二極管???
一、激光的產(chǎn)生機(jī)理
二極管
?
在講激光產(chǎn)生機(jī)理之前,先講一下受激輻射。在光輻射中存在三種輻射過程,
一時(shí)處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,稱之為自發(fā)輻射;
二是處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,稱之為受激輻射;
三是處于低能態(tài)的粒子吸收外來光的能量向高能態(tài)躍遷稱之為受激吸收。
自發(fā)輻射,即使是兩個(gè)同時(shí)從某一高能態(tài)向低能態(tài)躍遷的粒子,它們發(fā)出光的相位、偏振狀態(tài)、發(fā)射方向也可能不同,但受激輻射就不同,當(dāng)位于高能態(tài)的粒子在外來光子的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷,發(fā)出在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面與外來光子完全相同的光。在激光器中,發(fā)生的輻射就是受激輻射,它發(fā)出的激光在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面完全一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng),即有受激輻射,也有受激吸收,只有受激輻射占優(yōu)勢(shì),才能把外來光放大而發(fā)出激光。而一般光源中都是受激吸收占優(yōu)勢(shì),只有粒子的平衡態(tài)被打破,使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣情況稱為離子數(shù)反轉(zhuǎn)),才能發(fā)出激光。
產(chǎn)生激光的三個(gè)條件是:實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn),在半導(dǎo)體中就是要把價(jià)帶內(nèi)的電子抽運(yùn)到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn),通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié),這樣,在外加電壓作用下,在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)—在高費(fèi)米能級(jí)EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子,而在低費(fèi)米能級(jí)EFV以上的價(jià)帶中貯存著空穴。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件,但不是充分條件。要產(chǎn)生激光,還要有損耗極小的諧振腔,諧振腔的主要部分是兩個(gè)互相平行的反射鏡,激活物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個(gè)反射鏡之間來回反射,不斷引起新的受激輻射,使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗,即滿足一定的閾值條件:
P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1
(P1、P2是兩個(gè)反射鏡的反射率,G是激活介質(zhì)的增益系數(shù),A是介質(zhì)的損耗系數(shù),exp為常數(shù)),才能輸出穩(wěn)定的激光,另一方面,激光在諧振腔內(nèi)來回反射,只有這些光束兩兩之間在輸出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。時(shí),才能在輸出端產(chǎn)生加強(qiáng)干涉,輸出穩(wěn)定激光。設(shè)諧振腔的長(zhǎng)度為L(zhǎng),激活介質(zhì)的折射率為N,則
Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,
上式可化為f=qc/2NL該式稱為諧振條件,它表明諧振腔長(zhǎng)度L和折射率N確定以后,只有某些特定頻率的光才能形成光振蕩,輸出穩(wěn)定的激光。這說明諧振腔對(duì)輸出的激光有一定的選頻作用。
二、激光二極管本質(zhì)上是一個(gè)半導(dǎo)體二極管,按照PN結(jié)材料是否相同,可以把激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)(SH)、雙異質(zhì)結(jié)(DH)和量子阱(QW)激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低,輸出功率高的優(yōu)點(diǎn),是目前市場(chǎng)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。同激光器相比,激光二極管具有效率高、體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),但其輸出功率?。ㄒ话阈∮?mW),線性差、單色性不太好,使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制,不能傳輸多頻道,高性能模擬信號(hào)。在雙向光接收機(jī)的回傳模塊中,上行發(fā)射一般都采用量子阱激光二極管作為光源。
半導(dǎo)體激光二極管的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,垂直于PN結(jié)面的一對(duì)平行平面構(gòu)成法布里——珀羅諧振腔,它們可以是半導(dǎo)體晶體的解理面,也可以是經(jīng)過拋光的平面。其余兩側(cè)面則相對(duì)粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。
半導(dǎo)體中的光發(fā)射通常起因于載流子的復(fù)合。當(dāng)半導(dǎo)體的PN結(jié)加有正向電壓時(shí),會(huì)削弱PN結(jié)勢(shì)壘,迫使電子從N區(qū)經(jīng)PN結(jié)注入P區(qū),空穴從P區(qū)經(jīng)過PN結(jié)注入N區(qū),這些注入PN結(jié)附近的非平衡電子和空穴將會(huì)發(fā)生復(fù)合,從而發(fā)射出波長(zhǎng)為λ的光子,其公式如下:?
λ = hc/Eg (1)
式中:h—普朗克常數(shù); c—光速; Eg—半導(dǎo)體的禁帶寬度。
上述由于電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時(shí),一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對(duì)附近,就能激勵(lì)二者復(fù)合,產(chǎn)生新光子,這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大,則會(huì)形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布,即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下,少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射,造成選頻諧振正反饋,或者說對(duì)某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時(shí),就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光,這就是激光二極管的簡(jiǎn)單原理。
隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展,目前實(shí)際使用的半導(dǎo)體激光二極管具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)。
????? 常用的激光二極管有兩種:①PIN光電二極管。它在收到光功率產(chǎn)生光電流時(shí),會(huì)帶來量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內(nèi)部放大,比PIN光電二極管的傳輸距離遠(yuǎn),但量子噪聲更大。為了獲得良好的信噪比,光檢測(cè)器件后面須連接低噪聲預(yù)放大器和主放大器。
????? 半導(dǎo)體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。
????? 激光二極管本質(zhì)上是一個(gè)半導(dǎo)體二極管,按照PN結(jié)材料是否相同,可以把激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)(SH)、雙異質(zhì)結(jié)(DH)和量子阱(QW)激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低,輸出功率高的優(yōu)點(diǎn),是目前市場(chǎng)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。同激光器相比,激光二極管具有效率高、體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),但其輸出功率?。ㄒ话阈∮?mW),線性差、單色性不太好,使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制,不能傳輸多頻道,高性能模擬信號(hào)。在雙向光接收機(jī)的回傳模塊中,上行發(fā)射一般都采用量子阱激光二極管作為光源。
????? 半導(dǎo)體激光二極管的常用參數(shù)有:?
???? (1)波長(zhǎng):即激光管工作波長(zhǎng),目前可作光電開關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。?
??? (2)閾值電流Ith :即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流,對(duì)一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。?
??? (3)工作電流Iop :即激光管達(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流,此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。?
??? (4)垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度,一般在15?~40?左右。?
??? (5)水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開的角度,一般在6?~ 10?左右。?
??? (6)監(jiān)控電流Im :即激光管在額定輸出功率時(shí),在PIN管上流過的電流。?
????? 激光二極管在計(jì)算機(jī)上的光盤驅(qū)動(dòng)器,激光打印機(jī)中的打印頭等小功率光電設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。
二極管-發(fā)光二極管???
二極管
?發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光,因而可以用來制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。
它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡,使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算:
R=(F-UF)/IF
式中E為電源電壓,UF為L(zhǎng)ED的正向壓降,IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極,應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長(zhǎng),但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比,發(fā)光二極管的特點(diǎn)是:工作電壓很低(有的僅一點(diǎn)幾伏);工作電流很小(有的僅零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長(zhǎng);通過調(diào)制通過的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn),發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源,在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管(圖),每個(gè)數(shù)碼管可顯示0~9十個(gè)數(shù)目字。
二極管-微波二極管???
工作在微波頻段的二極管。屬于固體微波器件。微波波段通常指頻率從300兆赫到3000吉赫。19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)接觸二極管效應(yīng)后,相繼出現(xiàn)了PIN二極管、變?nèi)荻O管、肖特基二極管、隧道二極管、耿氏二極管等微波二極管。微波二極管的基片材料由鍺、硅發(fā)展到砷化鎵,使微波二極管工作頻率不斷提高,目前最高頻率已達(dá)300吉赫。微波二極管具有體積小和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),用于微波振蕩、放大、變頻、開關(guān)、移相和調(diào)制等方面。
二極管-穩(wěn)壓二極管???
?穩(wěn)壓二極管 voltage stabilizing diode
二極管
???? 一種用于穩(wěn)定電壓的單PN結(jié)二極管。它的伏安特性、電路符號(hào)如圖所示。結(jié)構(gòu)同整流二極管。加在穩(wěn)壓二極管的反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí),將可能有大量載流子隧穿PN結(jié)的位壘,形成大的反向電流,此時(shí)電壓基本不變,稱為隧道擊穿。當(dāng)反向電壓比較高時(shí),在位壘區(qū)內(nèi)將可能產(chǎn)生大量載流子,受強(qiáng)電場(chǎng)作用形成大的反向電流,而電壓亦基本不變,為雪崩擊穿。因此,反向電壓臨近擊穿電壓時(shí),反向電流迅速增加,而反向電壓幾乎不變。這個(gè)近似不變的電壓稱為齊納電壓(隧道擊穿)或雪崩電壓(雪崩擊穿)。
穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)(圖a)。反向電流在-IZK和-IZM之間時(shí),二極管兩端的電壓基本不變,等于UZ,即為穩(wěn)定電壓。對(duì)硅穩(wěn)壓二極管而言,穩(wěn)定電壓在5V以下的器件靠齊納電壓工作,穩(wěn)定電壓在7V以上的器件靠雪崩電壓工作,兩者之間的器件兩種形式的擊穿都可能起作用。
電流IZK是器件起穩(wěn)壓作用的最小工作電流,而IZM則是最大可利用的齊納電流或雪崩電流,其值受穩(wěn)壓二極管耗散功率的限制。IZ是相應(yīng)于穩(wěn)定電壓UZ的工作電流。最大工作電流的范圍從幾個(gè)毫安到幾十安。常用穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓標(biāo)稱值約在2~200V的范圍內(nèi)。
二極管-觸發(fā)二極管???
?觸發(fā)二極管
二極管?????
?觸發(fā)二極管(DIAC)屬三層結(jié)構(gòu),具有對(duì)稱性的二端半導(dǎo)體器件。常用來觸發(fā)雙向可控硅 ,在電路中作過壓保護(hù)等用途。
圖1是它的構(gòu)造示意圖。圖2、圖3分別是它的符號(hào)及等效電路,可等效于基極開路、發(fā)射極與集電極對(duì)稱的NPN型晶體管。因此完全可用二只NPN晶體管如圖4連接來替代。
雙向觸發(fā)二極管正、反向伏安特性幾乎完全對(duì)稱(見圖5)。當(dāng)器件兩端所加電壓U低于正向轉(zhuǎn)折電壓V(B0)時(shí),器件呈高阻態(tài)。當(dāng)U>V(B0)時(shí),管子擊穿導(dǎo)通進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。同樣當(dāng)U大于反向轉(zhuǎn)折電壓V(BR)時(shí),管子同樣能進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。轉(zhuǎn)折電壓的對(duì)稱性用△V(B)表示?!鱒(B)=V(B0)-V(BR)。一般△V(B)應(yīng)小于2伏。雙向觸發(fā)二極管的正向轉(zhuǎn)折電壓值一般有三個(gè)等級(jí):20-60V、100-150V、200-250V。由于轉(zhuǎn)折電壓都大于20V,可以用萬用表電阻擋正反向測(cè)雙向二極管,表針均應(yīng)不動(dòng)(RX10k),但還不能完全確定它就是好的。檢測(cè)它的好壞,并能提供大于250V的直流電壓的電源,檢測(cè)時(shí)通過管子的電流不要大于是5mA。用晶體管耐壓測(cè)試器檢測(cè)十分方便。如沒有,可用兆歐表按圖6所示進(jìn)行測(cè)量(正、反各一次),電壓大的一次V(BR)。例如:測(cè)一只DB3型二極管,第一次為27.5V,反向后再測(cè)為28V,則△V(B)=V(B0)-V(BR)=28V-27.5V=0.5V<2V,表明該管對(duì)稱性很好。
圖7是雙向觸發(fā)二極管與雙向可控硅等元件構(gòu)成的臺(tái)燈調(diào)光電路。通過調(diào)節(jié)電位器R2,可以改變雙向可控硅的導(dǎo)通角,從而改變通過燈泡的電流(平均值)實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光。如果將燈泡換電熨斗、電熱褥還可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)溫。
該電路在雙向可控硅加散熱器的情況下,可控負(fù)載功率可達(dá)500W,各元件參數(shù)見圖所標(biāo)注。
二極管-隧道二極管???
二極管
?又稱為江崎二極管,它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。隧道二極管是采用砷化鎵(GaAs)和銻化鎵(GaSb)等材料混合制成的半導(dǎo)體二極管,其優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)特性好,速度快、工作頻率高;缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性較差。一般應(yīng)用于某些開關(guān)電路或高頻振蕩等電路中。它的工作符合發(fā)生隧道效應(yīng)具備的三個(gè)條件:①費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi);②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡(jiǎn)并半導(dǎo)體P型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交疊的可能性。隧道二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比(IP/PV),其中,下標(biāo)"P"代表"峰";而下標(biāo)"V"代表"谷"。簡(jiǎn)單地說,所謂"隧道效應(yīng)"就是指粒子通過一個(gè)勢(shì)能大于總能量的有限區(qū)域。這是一種量子力學(xué)現(xiàn)象, 按照經(jīng)典力學(xué)是不可能出現(xiàn)的。隧道二極管可以被應(yīng)用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達(dá)毫米波段),也可以被應(yīng)用于高速開關(guān)電路中。
二極管-光敏二極管???
光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié),具有單向?qū)щ娦?,因此工作時(shí)需加上反向電壓。無光照時(shí),有很小的飽和反向漏電流,即暗電流,此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加,形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí),可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì),使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移,使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。
?二極管的種類很多,一般是根據(jù)二極管的性能命名的。
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