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二极管的常见结构及伏安特性

时间:2024-01-20 17:05来源:未知 作者:admin 点击:
二极管 作为电路中应用相当广泛的一种 电子 元件,分为硅二极管和锗二极管,都具有单向导电的功能。但其原理跟用途并不是怎么难以理解,相比之后要介绍的 晶体管 来讲,弄懂它
二极管作为电路中应用相当广泛的一种电子元件,分为硅二极管和锗二极管,都具有单向导电的功能。但其原理跟用途并不是怎么难以理解,相比之后要介绍的晶体管来讲,弄懂它可以说相当容易了,话不多说进入正题。
学习电子技术时,相信很多朋友自己在私下也看过相关的书籍,大部分书籍有一个特点,有相当一部分篇幅是介绍元器件的制作材料以加工方法,这些内容在我感觉对我们的用处不大,所以本文直奔正题。
首先了解下二极管的几种常见结构。

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图 a为点接触型二极管。这种二极管只有一根金属丝与半导体表面相连接形成PN结。结面积很小,这时聪明的朋友已经想到他的第一个特点了,就是不能流过很大的电流,只能应用在小功率场合,电流稍大就不行了。所谓存在即合理,虽然不能流过很大电流,但是这种二极管结电容比较小(可以理解为等效电容)一般在1PF一下,所以可以工作在很高频率的电路中和小功率的整流管来使用。
图b为面接触式二极管。这种二极管看图就非常的壮实,跟上面的完全相反,一个淑女一个张飞。由于是两个面积相当大的平面直接接触,所以可以承受很大的电流。问题也就出现在这里了,正是因为接触面积大,所以它的结电容很大,工作的频率不能很高,这种二极管往往只用来做整流管使用。
图c为平面二极管,他的结面积比较灵活,在制作的时候可以做大也可以做小。结面积大的可以用来整流,结面积小的用来做数字电路中的开关管,应用最为广泛。
图d为二极管在电路当中的符号,阳极对应着电流输入,阴极对应着电流输出,当接反时电路不导通。
接下来重点来了,二极管的精华都在这里了,上述三种二极管基本包含了电路中的所有二极管类型。其衍生出来的分支比如光敏二极管,稳压二极管等也都是上面三种结构之一。二极管有一个非常重要的特性——二极管的伏安特性。(以硅二极管为例)

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硅二极管伏安特性曲线
图片横坐标表示电压,纵坐标表示电流。接下来目光给到坐标轴第一象限,首先比较显眼的几个大字“死区电压”,他的意思是当二极管两端电压低于某个值的时候二极管是不导通的,这个值是多少呢?硅二极管为0.5V左右,锗二极管是0.1V左右,此电压称为二极管的开启电压。在电路当中应用最多的是硅二极管,重点记住硅二极管就可以。如果二极管两端电压可调,当我们慢慢从0V开始调节,当电压达到0.5V左右时,二极管就开始导通了,锗管为0.1V。继续慢慢调高电压,发现二极管两端电压在0.6V上下的时候,即使电压继续调高,二极管两端电压也不再变化,这就达到了二极管的导通电压了。这并不意味着二极管就不会损坏,当电压继续调高,流过二极管的最大整流电流If大于额定值时,二极管就损坏失去作用。(If是二极管长运行时允许通过的最大正向平均电流)
把目光转移到第三象限,这条曲线代表二极管的反向特性。意思是说当二极管反接在电路当中时,给二极管两端施加电压。看图可以知道即使是反接,二极管也是会有轻微漏电的,称为二极管的反向电流Ir(Ir是二极管未击穿时的反向电流,一般为uA级别)。这是正常现象,现在工艺无法做到十全十美。当继续增大其两端电压,可以看到图中曲线陡然下降,此时二极管就被击穿损坏了,此电压称为二极管的击穿电压Ubr。当二极管工作特殊需要反接时,并不意味着施加电压在Ubr之内就可以,为了使二极管长期稳定工作,规定了一个最高反向电压Ur, 其值一般为Ubr一半。
(责任编辑:admin)

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