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普通二極管
閱讀�9243�(shí)間:2017-07-17 11:12:56

    二極�是由一�(gè)PN�(jié)�(gòu)成的半導(dǎo)�器件,即將一�(gè)PN�(jié)加一兩條電極引線(xiàn)做成管芯,并用管殼封裝而成。P型區(qū)的引出線(xiàn)�(chēng)為正極或�(yáng)極,N型區(qū)的引出線(xiàn)�(chēng)為負(fù)極或陰極,普通二極管有硅管或鍺管兩種,它們的正向?qū)妷海≒N�(jié)電壓)差別較�,鍺管為0.2�0.3V,硅管為0.6�0.7V�

�(diǎn)接觸型二極管

    �(diǎn)接觸型二極管(如�2所示)是由一根很�(xì)的金屬觸�(如三�(jià)元素�)和一塊半�(dǎo)�(如鍺)的表面接�,然后在正方向通過(guò)很大的瞬�(shí)電流,使觸絲和半�(dǎo)體牢固地熔接在一�,三�(jià)金屬與鍺�(jié)合構(gòu)成PN�(jié),并做出相應(yīng)的電極引�(xiàn),外加管殼密封而成。金屬絲為正極,半導(dǎo)體薄片為�(fù)��

    由于�(diǎn)接觸型二極管金屬絲很�(xì),形成的PN�(jié)面積很小,所以極間電容很�,同�(shí),也不能承受高的反向電壓和大的電�。這種�(lèi)型的管子適于做高頻檢波和脈沖�(shù)字電路里的開(kāi)�(guān)元件,也可用�(lái)作小電流整流。如2APl是點(diǎn)接觸型鍺二極�,整流電流為16mA,工作頻率為15OMHz�

面接觸二極管

    面接觸二極管是利用擴(kuò)�、多用合金及外延等摻雜方法,�(shí)�(xiàn)P型半�(dǎo)體和N型半�(dǎo)體直接接觸而形成PN�(jié)��

    面接觸二極管PN�(jié)的接觸面積大,可以通過(guò)較大的電流,適用于大電流整流電路或在脈沖�(shù)字電路中作開(kāi)�(guān)�。因其結(jié)電容相對(duì)較大,故只能在較低的頻率下工�,在集成電路中可作電容用。如2CPl為面接觸型硅二極�,整流電流為40OmA,工作頻率只�3kHz�

二極管的伏安特�

    二極管的伏安特性曲�(xiàn)

    半導(dǎo)體二極管最重要的特性是單向?qū)щ�?。即?dāng)外加正向電壓�(shí),它呈現(xiàn)的電阻(正向電阻)比較小,通過(guò)的電流比較大,當(dāng)外加反向電壓�(shí),它呈現(xiàn)的電阻(反向電阻)很�,通過(guò)的電流很?。ㄍǔ?梢院雎圆挥?jì)�。反映二極管的電流隨電壓變化的關(guān)系曲�(xiàn),叫做二極管的伏安特�,如�5所示�

    �1)正向特�

    �(dāng)外加正向電壓�(shí),隨著電壓U的逐漸增加,電流I也增�。但在開(kāi)始的一�,由于外加電壓很低。外電場(chǎng)不能克服PN�(jié)的內(nèi)電場(chǎng),半�(dǎo)體中的多�(shù)載流子不能順利通過(guò)阻擋�,所以這時(shí)的正向電流極小(該段所�(duì)�(yīng)的電壓稱(chēng)為死區(qū)電壓,硅管的死區(qū)電壓約為0�0.5�,鍺管的死區(qū)電壓約為0�0.2伏)。當(dāng)外加電壓超過(guò)死區(qū)電壓以后,外電場(chǎng)�(qiáng)于PN�(jié)的內(nèi)電場(chǎng),多�(shù)載流子大量通過(guò)阻擋�,使正向電流隨電壓很快增�(zhǎng)�

    即:�(dāng)V�0,二極管處于正向特性區(qū)�。正向區(qū)又分為兩段:

    �(dāng)0<V<Vth�(shí),正向電流為�,Vth�(chēng)為死區(qū)電壓或開(kāi)啟電壓�

    �(dāng)V>Vth�(shí),開(kāi)始出�(xiàn)正向電流,并按指�(shù)�(guī)律增�(zhǎng)�

    �2)反向特�

    �(dāng)外加反向電壓�(shí),所加的反向電壓加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)�(duì)多數(shù)載流子的阻擋,所以二極管中幾乎沒(méi)有電流通過(guò)。但是這時(shí)的外電場(chǎng)能促使少�(shù)載流子漂移,所以少�(shù)載流子形成很小的反向電流。由于少�(shù)載流子數(shù)量有限,只要加不大的反向電壓就可以使全部少數(shù)載流子越�(guò)PN�(jié)而形成反向飽和電�,繼�(xù)升高反向電壓�(shí)反向電流幾乎不再增大。當(dāng)反向電壓增大到某一值(曲線(xiàn)中的D�(diǎn))以�,反向電流會(huì)突然增大,這種�(xiàn)象叫反向擊穿,這時(shí)二極管失去單�?qū)щ娦浴K砸话愣O管在電路中工作時(shí),其反向電壓任何�(shí)候都必須小于其反向擊穿時(shí)的電��

    即:�(dāng)V�0�(shí),二極管處于反向特性區(qū)�。反向區(qū)也分兩�(gè)區(qū)域:

    �(dāng)VBR<V�0�(shí),反向電流很小,且基本不隨反向電壓的變化而變�,此�(shí)的反向電流也�(chēng)反向飽和電流IS�

    �(dāng)V≥VBR�(shí),反向電流急劇增加,VBR�(chēng)為反向擊穿電壓�

    在反向區(qū),硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡,反向飽和電流也�??;鍺二極管的反向擊穿特性比較軟,過(guò)渡比較圓滑,反向飽和電流較大。從擊穿的機(jī)理上�,硅二極管若|VBR|�7 V�(shí),主要是雪崩擊穿;若VBR�4 V則主要是齊納擊穿,當(dāng)�4 V�7 V之間兩種擊穿都有,有可能獲得零溫度系�(shù)�(diǎn)�

二極管的主要參數(shù)

    半導(dǎo)體二極管的參�(shù)包括整流電流IF、反向擊穿電壓VBR、反向工作電壓VRM、反向電流IR、工作頻率fmax和結(jié)電容Cj�。幾�(gè)主要的參�(shù)介紹如下�

    1、整流電流IF:是指管子長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),允許通過(guò)的正向平均電流。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)PN�(jié)要引起管子發(fā)�,電流太大,�(fā)熱量超過(guò)限度,就�(huì)使PN�(jié)燒壞。例�2APl整流電流�16mA�

    2、反向擊穿電壓VBR:指管子反向擊穿�(shí)的電壓�。擊穿時(shí),反向電流劇�,二極管的單�?qū)щ娦员黄茐模踔烈蜻^(guò)熱而燒�。一般手�(cè)上給出的反向工作電壓約為擊穿電壓的一半,以確保管子安全運(yùn)�。例�2APl反向工作電壓�(guī)定為2OV� 而反向擊穿電壓實(shí)際上大于40V�

    3、反向電流IR:指管子末擊穿時(shí)的反向電�� 其值愈�,則管子的單�?qū)щ娦杂�?。由于溫度增加,反向電流?huì)急劇增加,所以在使用二極管時(shí)要注意溫度的影響�

    4、正向壓降VD:在�(guī)定的正向電流�,二極管的正向電壓降。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流水平�,約0.6�0.8V;鍺二極管約0.2�0.3V�

    5、動(dòng)�(tài)電阻rd:反映了二極管正向特性曲�(xiàn)斜率的倒數(shù)。顯�,rd與工作電流的大小有關(guān),即:rd=△VD/△ID�

    6、極間電容CJ:二極管的極間電容包括勢(shì)壘電容和�(kuò)散電�,在高頻�(yùn)用時(shí)必須考慮�(jié)電容的影�。二極管不同的工作狀�(tài),其極間電容�(chǎn)生的影響效果也不��

    二極管的參數(shù)是正確使用二極管的依�(jù),一般半�(dǎo)體器件手�(cè)中都給出不同型號(hào)管子參數(shù)。使用時(shí),應(yīng)特別注意不要超過(guò)整流電流和反向工作電�,否則將容易損壞管子�

半導(dǎo)體二極管的溫度特�

    溫度�(duì)二極管的性能有較大的影響,溫度升高時(shí),反向電流將呈指�(shù)�(guī)律增�,如硅二極管溫度每增�8�,反向電流將約增加一倍;鍺二極管溫度每增�12�,反向電流大約增加一�。另�,溫度升高時(shí),二極管的正向壓降將減小,每增加1�,正向壓降VD大約減小2 mV,即具有�(fù)的溫度系�(shù)�

半導(dǎo)體二極管的型�(hào)

    �(guó)家標(biāo)�(zhǔn)�(duì)半導(dǎo)體器件型�(hào)的命名舉例如下:

    用數(shù)字代表同�(lèi)型器件的不同型號(hào)用字母代表器件的�(lèi)�,P代表普通管用字母代表器件的材料,A代表N型Ge.B代表P型Ge,C代表N型Si,D代表P型Si 2代表二極��3代表三極�.

檢測(cè)

    普通二極管(包括檢波二極管、整流二極管、阻尼二極管、開(kāi)�(guān)二極�、續(xù)流二極管)是由一�(gè)PN�(jié)�(gòu)成的半導(dǎo)體器�,具有單�?qū)щ娞匦浴Mㄟ^(guò)用萬(wàn)用表檢測(cè)其正、反向電阻�,可以判別出二極管的電極,還可估�(cè)出二極管是否損壞�

    �1)極性的判別

    將萬(wàn)用表置于R×100檔或R×1k�,兩表筆分別接二極管的兩�(gè)電極,測(cè)出一�(gè)�(jié)果后,對(duì)�(diào)兩表�,再�(cè)出一�(gè)�(jié)�。兩次測(cè)量的�(jié)果中,有一次測(cè)量出的阻值較大(為反向電阻),一次測(cè)量出的阻值較?。檎螂娮�?。在阻值較小的一次測(cè)量中,黑表筆接的是二極管的正�,紅表筆接的是二極管的負(fù)��

    �2)單�(fù)�(dǎo)電性能的檢�(cè)及好壞的判斷

    通常,鍺材料二極管的正向電阻值為1kΩ左右,反向電阻值為300左右。硅材料二極管的電阻值為5kΩ左右,反向電阻值為(無(wú)窮大�。正向電阻越小越好,反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊,說(shuō)明二極管的單�?qū)щ娞匦栽胶�?/FONT>

    若測(cè)得二極管的正、反向電阻值均接近0或阻值較�,則�(shuō)明該二極管內(nèi)部已擊穿短路或漏電損壞。若�(cè)得二極管的正、反向電阻值均為無(wú)窮大,則�(shuō)明該二極管已�(kāi)路損壞�

    �3)反向擊穿電壓的檢測(cè)

    二極管反向擊穿電壓(耐壓值)可以用晶體管直流參數(shù)�(cè)試表�(cè)�。其方法是:�(cè)量二極管�(shí),應(yīng)將測(cè)試表的“NPN/PNP”選擇鍵�(shè)置為NPN狀�(tài),再將被�(cè)二極管的正極接測(cè)試表的“C”插孔內(nèi),負(fù)極插入測(cè)試表的“e”插孔,然后按下“V(BR)”鍵,測(cè)試表即可指示出二極管的反向擊穿電壓��

    也可用兆歐表和萬(wàn)用表�(lái)�(cè)量二極管的反向擊穿電�、測(cè)量時(shí)被測(cè)二極管的�(fù)極與兆歐表的正極相接,將二極管的正極與兆歐表的負(fù)極相�,同�(shí)用萬(wàn)用表(置于合適的直流電壓檔)�(jiān)�(cè)二極管兩端的電壓。搖�(dòng)兆歐表手柄(�(yīng)由慢逐漸加快�,待二極管兩端電壓穩(wěn)定而不再上升時(shí),此電壓值即是二極管的反向擊穿電��

與穩(wěn)壓二極管的主要區(qū)�

    ,二極管一般在正向電壓下人作,�(wěn)壓管則在反向擊穿狀�(tài)下工�,二者用法不�;第�,普通二極管的反向擊穿電壓一般在 40V以上,高的可�(dá)幾百伏至上千伏,而且在伏安特性曲�(xiàn)反向擊穿的一段不�,即反向擊穿電壓的范圍較�,動(dòng)�(tài)電阻也比較大。對(duì)于穩(wěn)壓管,當(dāng)反向電壓超過(guò)其工作電壓Vz(亦�(chēng)齊納電壓或穩(wěn)定電壓)�(shí),反向電流將突然增大,而器件兩端的電壓基本保持恒定。對(duì)�(yīng)的反向伏安特性曲�(xiàn)非常�,動(dòng)�(tài)電阻很小。穩(wěn)壓管可用作穩(wěn)壓器、電壓基�(zhǔn)、過(guò)壓保�(hù)、電平轉(zhuǎn)換器�。本�(shū)用Dz符號(hào)表示�(wěn)壓管�

    �(wěn)壓管分低�、高壓兩�。低壓穩(wěn)壓管的Vz值一般在40V以下,高壓穩(wěn)壓管可達(dá)200V。過(guò)去國(guó)�(chǎn)�(wěn)壓管均采用金屬殼封裝,不僅體積大,而且�(jià)格高。近年來(lái)�(lái)全系列玻封存�(wěn)壓管大量�(wèn)�,其�(yōu)�(diǎn)是規(guī)格齊全(Vz=2.4�200V�、穩(wěn)壓特性好、體積小巧(采用DO-35封裝,管徑�2.0mm,長(zhǎng) 4mm�、價(jià)格低��

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