二極管1

1、二極管1.txtcopy（復(fù)制）別人的個(gè)性簽名，不叫抄襲，不叫沒(méi)主見(jiàn)，只不過(guò)是感覺(jué)對(duì)了。遇到過(guò)的事一樣罷了。電子元器件系列知識(shí)二極管2007年05月18日星期五21:03電子元器件系列知識(shí)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pn結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并

2、建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于pn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(wú)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)，pn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(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴

3、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(kāi)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

4、許通過(guò)較小的電流（不超過(guò)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(guò)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(guò)較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開(kāi)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(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和

5、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(shuō)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(guò)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”。

6、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(méi)有電流流過(guò)，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(guò)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(lái)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

7、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)：使用于電視機(jī)的高頻頭中。半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體強(qiáng)。實(shí)際上，半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別在不僅在于導(dǎo)電能力的不同，更重要的是半導(dǎo)體具有獨(dú)特的性能（特性）。1在純凈的半導(dǎo)體中適當(dāng)?shù)負(fù)饺胍欢ǚN類的極微量的雜質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能就會(huì)成百萬(wàn)倍的增加—這是半導(dǎo)體最顯著、最突出的特性。例如，晶體管就是利用這種特性制成的。2當(dāng)環(huán)境溫度升高一些時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地增加；當(dāng)環(huán)境溫

8、度下降一些時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地下降。這種特性稱為“熱敏”，熱敏電阻就是利用半導(dǎo)體的這種特性制成的。3當(dāng)有光線照射在某些半導(dǎo)體時(shí)，這些半導(dǎo)體就像導(dǎo)體一樣，導(dǎo)電能力很強(qiáng)；當(dāng)沒(méi)有光線照射時(shí)，這些半導(dǎo)體就像絕緣體一樣不導(dǎo)電，這種特性稱為“光敏”。例如，用作自動(dòng)化控制用的“光電二極管”、“光電三極管”和光敏電阻等，就是利用半導(dǎo)體的光敏特性制成的。由此可見(jiàn)，溫度和光照對(duì)晶體管的影響很大。因此，晶體管不能放在高溫和強(qiáng)烈的光照環(huán)境中。在晶體管表

9、面涂上一層黑漆也是為了防止光照對(duì)它的影響。最后，明確一個(gè)基本概驗(yàn)：所謂半導(dǎo)體材料，是一種晶體結(jié)構(gòu)的材料，故“半導(dǎo)體”又叫“晶體”。P性半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體前面講過(guò)，在純凈的半導(dǎo)體中加入一定類型的微量雜質(zhì)，能使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成百萬(wàn)倍的增加。加入了雜質(zhì)的半導(dǎo)體可以分為兩種類型：一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中去后，在半導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生大量的帶負(fù)電荷的自由電子，這種半導(dǎo)體叫做“N型半導(dǎo)體”（也叫“電子型半導(dǎo)體”）；另一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中后，會(huì)產(chǎn)生大量帶正電荷

10、的“空穴”，這種半導(dǎo)體叫“P型半導(dǎo)體”（也叫“空穴型半導(dǎo)體”）。例如，在純凈的半導(dǎo)體鍺中，加入微量的雜質(zhì)銻，就能形成N型半導(dǎo)體。同樣，如果在純凈的鍺中，加入微量的雜質(zhì)銦，就形成P型半導(dǎo)體。一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成晶體二極管設(shè)法把P型半導(dǎo)體（有大量的帶正電荷的空穴）和N型半導(dǎo)體（有大量的帶負(fù)電荷的自由電子）結(jié)合在一起，見(jiàn)圖1所示。圖1在P型半導(dǎo)體的N型半導(dǎo)體相結(jié)合的地方，就會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層，這個(gè)特殊的薄層就叫“PN結(jié)”。晶體二極管實(shí)際上就是由一

11、個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的（見(jiàn)圖1）。例如，收音機(jī)中應(yīng)用的晶體二極管，其觸絲（即觸針）部分相當(dāng)于P型半導(dǎo)體，N型鍺片就是N型半導(dǎo)體，他們之間的接觸面就是PN結(jié)。P端（或P端引出線）叫晶體二極管的正端（也稱正極）。N端（或N端引出線）叫晶體二極管的負(fù)端（也稱負(fù)極）。如果像圖2那樣，把正端連接電池的正極，把負(fù)端接電池的負(fù)極，這是PN結(jié)的電阻值就小到只有幾百歐姆了。因此，通過(guò)PN結(jié)的電流（I=UR）就很大。這樣的連接方法（圖2a）叫“正向連接”。正向連接

12、時(shí)，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“正向電壓”；處在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“正向電阻”，在正向電壓下，通過(guò)二極管（或PN結(jié)）的電流叫“正向電流”。很明顯，因?yàn)榫w二極管的正向電阻很小（幾百歐姆），在一定正向電壓下，正向電流（I=UR）就會(huì)很大這表明在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）具有像導(dǎo)體一樣的導(dǎo)電本領(lǐng)。圖2a圖2b反過(guò)來(lái)，如果把P端接到電池的負(fù)極，N端接到電池的正極（見(jiàn)圖2b）。這時(shí)PN結(jié)的電阻很大（大到幾百