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电子入门——二极管

作者:dolphin时间:2016-09-18

晶体二极管为一个由 p 型半导体和 n 型半导体形成的 p-n 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 p-n 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 I0 。 当外加的反向电压高到一定程度时, p-n 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。

二极管的主要参数

描述二极管特性的物理量称为二极管的参数,它是反映二极管电性能的质量指标,是合理选择和使用二极管的主要依据。在半导体器件手册或生产厂家的产品目录中,对各种型号的二极管均用表格列出其参数。二极管的主要参数有以下几种:
1.最大平均整流电流IF(AV)
IF(AV)是指二极管长期工作时,允许通过的最大正向平均电流。它与PN结的面积、材料及散热条件有关。实际应用时,工作电流应小于IF(AV),否则,可能导致结温过高而烧毁PN结。
2.最高反向工作电压VRM
VRM是指二极管反向运用时,所允许加的最大反向电压。实际应用时,当反向电压增加到击穿电压VBR 时,二极管可能被击穿损坏,因而,VRM通常取为(1/2 ~ 2/3)VBR 。
3.反向电流IR
IR是指二极管未被反向击穿时的反向电流。理论上IR = IR(sat),但考虑表面漏电等因素,实际上IR稍大一些。IR愈小,表明二极管的单向导电性能愈好。另外,IR与温度密切相关,使用时应注意。
4.最高工作频率fM
fM是指二极管正常工作时,允许通过交流信号的最高频率。实际应用时,不要超过此值,否则二极管的单向导电性将显著退化。fM的大小主要由二极管的电容效应来决定。

5.二极管的电阻
就二极管在电路中电流与电压的关系而言,可以把它看成一个等效电阻,且有直流电阻与交流电阻之别。
(1)直流等效电阻RD
直流电阻定义为加在二极管两端的直流电压UD与流过二极管的直流电流ID之比,即:

RD的大小与二极管的工作点有关。通常用万用表测出来的二极管电阻即直流电阻。不过应注意的是,使用不同的欧姆档测出来的直流等效电阻不同。其原因是二极管工作点的位置不同。一般二极管的正向直流电阻在几十欧姆到几千欧姆之间,反向直流电阻在几十千欧姆到几百千欧姆之间。正反向直流电阻差距越大,二极管的单向导电性能越好。
(2)交流等效电阻rd:

rd亦随工作点而变化,是非线性电阻。通常,二极管的交流正向电阻在几~儿十欧姆之间。 需要指出的是,由于制造工艺的限制,即使是同类型号的二极管,其参数的分散性很大。通常半导体手册上给出的参数都是在一定测试条件下测出的,使用时应注意条件。

半导体二极管的型号命名

半导体二极管的型号命名通常根据国家标准cs一249一74规定,由五部分组成。第一部分用数字表示器件电极的数目;第二部分用汉语拼音字母表示器件材料和极性;第三部分用汉语拼音字母表示器件的类型;第四部分用数字表示器件序号;第五部分用汉语拼音字母表示规格号。如表所示:


 

二极管的分类

  一、根据构造分类   

半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:
  1、点接触型二极管



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