二极管的发现和发展:1874年,德国物理学家卡尔·布劳恩在卡尔斯鲁厄理工学院发现了晶体的整流能力。因此1906年开发出的代二极管——“猫须二极管”是由方铅矿等矿物晶体制成的。20世纪初,由于无线电接收器探测器的需要,热离子二极管(真空管)和固态二极管(半导体二极管)大约在相同的时间分别研发。直到20世纪50年代之前,真空管二极管在收音机中都更为常用。这是因为早期的点接触式半导体二极管(猫须探测器)并不稳定,并且那时大多数的收音机放大器都是由真空管制成,二极管可以直接放入其中。而且那时真空管整流器和充气整流器处理一些高电压、高电流整流任务的能力更是远在半导体二极管(如硒整流器)之上。现如今的二极管大多是使用硅来生产,锗等其它半导体材料有时也会用到。目前常见的结构是,一个半导体性能的结晶片通过PN结连接到两个电终端。半导体二极管的非线性电流-电压特性。温州普通二极管参数
二极管电路分析准备知识说明二极管的单向导电特性只是说明了正向电阻小、反向电阻大,没有说明二极管导通后还有哪些具体的特性。二极管正向导通之后,它的正向电阻大小还与流过二极管的正向电流大小相关。尽管二极管正向导通后的正向电阻比较小(相对反向电阻而言),但是如果增加正向电流,二极管导通后的正向电阻还会进一步下降,即正向电流愈大,正向电阻愈小,反之则大。不熟悉电路功能对电路工作原理很不利,在了解电路功能的背景下能有的放矢地分析电路工作原理或电路中某元器件的作用。ALC电路在录音机、卡座的录音卡中,录音时要对录音信号的大小幅度进行控制,了解具体的控制要求有助于分析二极管VD1自动控制电路。苏州常用二极管生产商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。
开关二极管的势垒电容一般极小,这就相当于堵住了势垒电容这条路,达到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从导通到截止的时间叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间,故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的,像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒,即使是锗开关二极管,也不过几百纳秒。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点,普遍应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。
二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN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PN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。 当外加的反向电压高到一定程度时,PN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。PN结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结。
面接触式二极管:面接触式PN结二极管是由一块半导体晶体制成的。不同的掺杂工艺可以使同一个半导体(如本征硅)的一端成为一个包含负极性载流子(电子)的区域,称作N型半导体;另一端成为一个包含正极性载流子(空穴)的区域,称作P型半导体。两种材料在一起时,电子会从N型一侧流向P型一侧。这一区域电子和电洞相互抵销,造成中间区域载流子不足,形成“空乏层”。在空乏层内部存在“内电场”:N型侧带正电,P型侧带负电。两块区域的交界处为PN结,晶体允许电子(外部来看)从N型半导体一端,流向P型半导体一端,但是不能反向流动。点接触型二极管的PN结接触面积小,不能通过较大的正向电流和承受较高的反向电压。金华晶体二极管分类
光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。温州普通二极管参数
二极管小实验在电子电路中,将二极管的正极(P区)接在高电位端,负极(N区)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,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。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,二极管才能直正导通。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),称为二极管的“正向压降”。将二极管的正极(P区)接在低电位端,负极(N区)接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时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,此时二极管被击穿,这就是二极管的反向击穿特性。温州普通二极管参数
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