二極管基本知識(shí)

1、二極管基本知識(shí)1 .基本概念二極管由管芯、管殼和兩個(gè)電極構(gòu)成。管芯就是一個(gè)PN結(jié)，在PN結(jié)的兩端各引出一個(gè)引線，并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構(gòu)成了晶體二極管，如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱(chēng)為正極或陽(yáng)極，N區(qū)的引出的電極稱(chēng)為負(fù)極或陰極。PN結(jié)P型區(qū)N理區(qū)正極（陽(yáng)榭偵極（陰極）,+計(jì)正極（陽(yáng)極）d7 / 71.1 二極管的伏安特性二極管的伏安特性是指加在二極管兩端電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系，用于定性描述這兩者關(guān)系的曲線稱(chēng)為伏安特性曲線。 通過(guò)晶體管圖示儀觀察到硅二極管的伏安特性如下圖1）外加正向電壓較小時(shí)，二極管呈現(xiàn)的電阻較大，正向電流幾乎為零，曲線OA段稱(chēng)為不導(dǎo)通區(qū)或死區(qū)。一般

2、硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏，錯(cuò)的死區(qū)電壓約為 0.2伏，該電壓值又稱(chēng)門(mén) 坎電壓或閾值電壓。2）當(dāng)外加正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓時(shí)， PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)幾乎被抵消，二極管呈現(xiàn)的電阻很小，正 向電流開(kāi)始增加，進(jìn)入正向?qū)▍^(qū)，但此時(shí)電壓與電流不成比例如AB段。隨外加電壓的增加正向電流迅速增加，如 BC段特性曲線陡直，伏安關(guān)系近似線性，處于充分導(dǎo)通狀態(tài)。3）二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱(chēng)為正向壓降（或管壓降），且?guī)缀鹾愣?。硅管的管壓降約為0.7V,鑄管的管壓降約為 0.3V。1.3 反向特性1）二極管承受反向電壓時(shí)，加強(qiáng)了PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，二極管呈現(xiàn)很大電阻，此時(shí)僅有很小的反向電流。如曲線 OD段稱(chēng)為反向截止區(qū)，此時(shí)

3、電流稱(chēng)為反向飽和電流。實(shí)際應(yīng)用中，反向 電流越小說(shuō)明二極管的反向電阻越大，反向截止性能越好。 一般硅二極管的反向飽和電流在幾十微安以下，錯(cuò)二極管則達(dá)幾百微安，大功率二極管稍大些。2）當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí) （圖中D點(diǎn)），反向電流急劇加大，進(jìn)入反向擊穿區(qū)，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。 二極管被擊穿后電流過(guò)大將使管子損壞，因此除穩(wěn)壓管外，二極管的反向電壓不能超過(guò)擊穿電壓。2 .整流電路2.1 單向半波整流電路二極管就像一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，u2為正半周時(shí)，自動(dòng)把電源與負(fù)載接通，u2為負(fù)半周時(shí)，自動(dòng)將電源與負(fù)載切斷。因此，由下圖可見(jiàn)，負(fù)載上得到方向不變、大小變化的脈動(dòng)直流電壓 uo如下圖所示。由于該

4、電路只在 u2的正半周有輸出，所以稱(chēng)為半波整流電路。如果將整流 二極管的極性對(duì)調(diào)，可獲得負(fù)極性的直流脈動(dòng)電壓。2.2全波整流電路整流原理：設(shè)變壓器二次側(cè)的電壓為：1）當(dāng)u2為正半周時(shí)，A點(diǎn)電位最高，V點(diǎn)電位最低，二極管 V1和V3導(dǎo)通，V2和V4截止, 電流的通路是 A一 V1 一 Rg V3一 B。2）當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，B點(diǎn)電位最高，A點(diǎn)電位最低，二極管 V2和V4導(dǎo)通，V1和V3截止, 電流的通路是 B 一 V2 一 R V4 一 A?？梢?jiàn)，在u2變化的一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載RL上始終流過(guò)自上而下的電流，其電壓和電流的波形為一全波脈動(dòng)直流電壓和電流，如下圖所示。3 .濾波電路整流電路將交流電變?yōu)?/p>

5、脈動(dòng)直流電，但其中含有大量的交流成分（稱(chēng)為紋波電壓）。為此需要將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除掉，這一過(guò)程稱(chēng)為濾波。3.1 電容濾波電容濾波的特點(diǎn)為：1）輸出電壓平均值的大小與濾波電容C及負(fù)載電阻RL的大小有關(guān)，C的容量或RL的阻值越大，其放電速度越慢，輸出電壓也越大，濾波效果越好。2）在采用大容量濾波電容時(shí)，接通電源的瞬間充電電流特別大。電容濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，負(fù)載 直流電壓UL較高，紋波也較小，但是輸出特性較差，故適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不 大的場(chǎng)合。叱下降，1b小于電容上的電壓.二極管承受反向電壓而截止.電容C通過(guò)Rl放電,4按指數(shù) 規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)i = RlC嗎上升，大于電容 上的電壓小

6、，叱對(duì)電容 充電，|= u2參數(shù)選擇: 1）輸出電壓：UL=U2（半波）UL=1.2*U2（全波或橋式）2）電容的選擇：C>=（0.030.05）/RL3）二極管的選擇：Urm=1.41*U23.2 電感濾波電感濾波器特點(diǎn)：由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用使二極管的導(dǎo)通角比電容濾波電路時(shí)增大，流過(guò)二極管的峰值電流減小，外特性較好，帶負(fù)載能力較強(qiáng)。電感濾波電路主要用于電容濾波器難以勝任的大電流負(fù)載或負(fù)載經(jīng)常變化的場(chǎng)合，在小功率電子設(shè)備中很少使用。對(duì)直流分量：XL=0相當(dāng)于短路，電壓大部分降在 RL上。對(duì)諧波分量：f越高，XL越大，電壓大部分降在 XL上。因此，在輸出端得到比較平滑的直流 電壓。當(dāng)忽略電

7、感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為：UL=0.9U23.3 RC-兀型濾波在電流較小、要求不高的情況下，常用電阻代替電感 L,構(gòu)成RC-pai型濾波器。它成本低、 體積小，濾波效果好。但由于電阻要消耗功率， 所以電源的損耗功率較大， 電源的效率降低，般適用于輸出電流小的場(chǎng)合。電氣符號(hào)伏安特性正向同普 通二極管越電穩(wěn) 線，越口 曲陡壓定當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下，當(dāng)工作電流Iz在Izmax和Izmin之間時(shí)，其兩端電壓近似為常數(shù)。5.二極管的分類(lèi)名稱(chēng)應(yīng)用場(chǎng)合及主要功能主要技術(shù)翕教特點(diǎn)整流二極管用于交流轉(zhuǎn)換直流電躋中用于整流j T 整流莒用于低頻電路中，高頻場(chǎng)合一般用 央快宴及商特基鷺廣泛

8、座用于普種電子產(chǎn)品科最大平均整流電流工叫反向擊穿電垢幅反向漏電濡工R1最高工作頻率訓(xùn)反向恢復(fù)時(shí)間trr最高反向工住電壓網(wǎng)利用二極管單向?qū)в眯?可以把力 向交替變訛的贅流電變換成單一方 向的脈動(dòng)直流電德年極管用于浪涌保護(hù)電路、過(guò)壓保護(hù)電路、電弧 抑制電路、率籟型穩(wěn)壓電路,廠泛座用于 各種電子產(chǎn)品中-稔壓電壓U工 穩(wěn)壓電而£ 既同局也桁R 最大允許功耗即 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)口丫 動(dòng)態(tài)電«且業(yè)稹壓二極營(yíng).是利用反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓工祚在擊穿電壓區(qū)的特殊二砥，關(guān)二極管小功率開(kāi)關(guān)二極營(yíng)主要使用于電視機(jī)，收 錄機(jī)及其他電子談答的開(kāi)關(guān)電路，檢波電 略育頻高速膿沖整端電路等口大功率開(kāi)關(guān) 二根

9、管主要用于客類(lèi)大功率電源佐爨流、 周頻整流、橋式整流及其它開(kāi)關(guān)電路口廄向擊穿電壓VR最高反向工隹電壓徹正向電流口反向恢復(fù)時(shí)局trr在電路中起到拴制電流逋過(guò)或共斷 的作用成為一個(gè)理想的電子并 關(guān)H開(kāi)關(guān)二糧營(yíng)的正向電阻很小， 反向電1阻很大,開(kāi)關(guān)速度很快發(fā)光二極管發(fā)光二極營(yíng)用于電視機(jī)等產(chǎn)品中住電源 示燈、山口中作背光遁燈、UD顯示屎 家 用照明等，用途廣泛.工作蜒TCC1正向電流口反向扁電流1w為爍孵f占空比C發(fā)火修值被長(zhǎng)AF1發(fā)光理度C »cl)工作電壓據(jù)他有的慢一點(diǎn)兒 伏】；ZC作電流很小工有的僅零點(diǎn) 幾堂安可發(fā)光)；抗伸擊和抗震 性能好1可望性高.壽命長(zhǎng)；通過(guò) 調(diào)帶睡過(guò)的電流將弱可

10、以方便地調(diào) 制發(fā)趣強(qiáng)弱.變?nèi)荻O管用作自動(dòng)頻率控制、調(diào)諧遍、廉函電 踞、錨相環(huán)路，常用于電視機(jī)高頻頭的頻 直轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路.結(jié)電容仃最高度向電壓網(wǎng)是一種利用理紹電容（野莖電容） 與其反向偏置電壓¥丁的帳賴(lài)關(guān)系 股原理制成的二極管.度偏電壓意結(jié)電容變化范圍大,則結(jié)電容愈小.檢波二極管誨波C也稀解調(diào) ）二極管的作用星利用其 單向?qū)щ娦詫⒏哳a或中頻無(wú)被電信號(hào)中的 他頻信號(hào)或音頻信號(hào)取出來(lái)，廣泛應(yīng)用于 半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)及調(diào)信等 設(shè)備的小信號(hào)電路中.最大平均整流電流工FM反回?fù)舸╇妷簤淖罡叻聪蚬ぷ麟妷簬熥罡吖ぷ黝l率31其結(jié)電容低j工作頻率高（郁達(dá)400MHz ）處理信號(hào)幅度較弱和應(yīng)向 電流小等特點(diǎn).雙向觸發(fā)二極 管用于觸發(fā)雙向晶閘管及構(gòu)成過(guò)壓俁護(hù)電 路.定時(shí)器、移相電跖等.正向轉(zhuǎn)折電壓慳口反而聽(tīng)電壓VTH正向轉(zhuǎn)折電流工E0具有對(duì)稱(chēng)性的二端半導(dǎo)體器件，可 等效于基極開(kāi)蹺、發(fā)射皺與集電極 對(duì)稱(chēng)的NFN晶體管；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低船光敏二極管1股用于光控開(kāi)關(guān)電路，光稿及燈開(kāi)關(guān)中等口最高工作電壓幅S3：借電盤(pán)D