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文檔簡介
1、二極管二極管二極管又稱晶體二極管簡稱二極管(diode),另外,還有早期的真空電子二極管;它是一種具有單向傳導電流的電子器件。在半導體二極管內部有一個PN結兩個引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流的轉導性。一般來講,晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的pn結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層,構成自建電場。當外加電壓等于零時,由于pn結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平
2、衡狀態(tài),這也是常態(tài)下的二極管特性。二極管的特性正向性外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結內電場得阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結內電場被克服,二極管導通,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內,導通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二極管的正向電壓。二極管的反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時,通過
3、二極管的電流是少數載流子漂移運動所形成反向電流,由于反向電流很小,二極管處于截止狀態(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。擊穿外加反向電壓超過某一數值時,反向電流會突然增大,這種形象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向導電性。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向導電性不一定會被永久破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復,否則二極管就損壞了。因而使用時應
4、避免二極管外加的反向電壓過高。二極管是一種具有單向導電的二端器件,有電子二極管和晶體二極管之分,電子二極管現(xiàn)已很少見到,比較常見和常用的多是晶體二極管。二極管的單向導電特性,幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導體二極管,它在許多的電路中新產生的電子空穴被電場加速后又撞出其它價電子,載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿,若對其電流不加限制,都可能造成PN結永久性損壞。二極管的應用1、整流二極管利用二極管
5、單向導電性,可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。2、開關元件二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態(tài),相當于一只接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態(tài),如同一只斷開的開關。利用二極管的開關特性,可以組成各種邏輯電路。3、限幅元件二極管正向導通后,它的正向壓降基本保持不變(硅管為0.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號幅度限制在一定范圍內。4、繼流二極管在開關電源的電感
6、中和繼電器等感性負載中起繼流作用。5、檢波二極管在收音機中起檢波作用。6、變容二極管使用于電視機的高頻頭中。7、顯示元件用于VCD、DVD、計算器等顯示器上。8、穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓恒定,且擊穿后可恢復,利用這一特性可以實現(xiàn)穩(wěn)壓電路。二極管的工作原理二極管實物晶體二極管為一個由p型半導體和n型半導體形成的pn結,在其界面處兩側形成空間電荷層,并建有自建電場。當不存在外加電壓時,由于pn結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂
7、移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時,pn結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程,產生大量電子空穴對,產生了數值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。pn結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿
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