模拟技术
二极管通常是由PN结加上电极引线和外壳制成的, 基本特性是单向导电性 。按照PN结半导体材料可以分为 硅二极管和锗二极管 ;按照结构可以分为点 接触型二极管、面接触型二极管和平面型二极管 。
其中,点接触型二极管(一般为锗管)的PN结结面积很小(结电容小),因此不能通过大电流,但是高频特性很好,一般用于小功率、高频率的电路中;面接触型二极管的结面积大,能通过的电流大,但是工作频率低,一般用于整流电路;平面型二极管可以用作大功率整流管和开关管。
图1 不同结构类型的二极管(a)点接触型;(b)面接触型;(c)平面型;(d)二极管符号
一、二极管主要参数
1.最大整流电流:二极管长期运行时,允许通过的最大正向平均电流。
2.反向击穿电压:二极管反向击穿时的电压。
3.反向电流:二极管未击穿时的最大电流,该值越小,二极管的单向导电性越好。
4.极间电容:指PN结处的扩散电容和势垒电容。低频电路中可以不考虑该参数,但是高频电路中必须考虑。
5.反向恢复时间:二极管从导通到截止状态需要的时间。结电容越小,该时间越短。
6.最大功率
二、二极管的作用:整流、钳位、稳压、限幅、检波、元件保护、开关等
三、常用二极管类型
1.齐纳二极管又称稳压二极管,顾名思义就是稳定电压的作用。如图2所示,当Vi在一定范围内波动时,Vo的电压基本保持不变。
图2
如图3所示,正常工作时,稳压二极管处于反向击穿区,当二极管电流变化很大时(从-I Z(min)到-IZ(max) ),电压变化非常小(ΔI Z )。当电流大于-I Z(max) 或者小于-I~Z(min)~时,二极管失去稳压作用。
图3
2.肖特基二极管(SBD)
普通二极管是利用P型半导体和N型半导体接触形成PN结制成的,而肖特基二极管则是利用金属与N型半导体接触形成金属-半导体结制成的。 具有正向导通压降低 (0.4V左右)、 开关速度快 (反向恢复时间仅为几ns) 等优点,适用于高频电路中 ,但是由于耗尽区薄,所以反向电压较低,大多低于60V,最高约为100V,而且 漏电流较大 ,常用于整流电路。
3.变容二极管: 即结电容随电压变化的二极管,如图4所示,外加电压越大,结电容越小,常用于调谐、调频等电路中。
图4
4.开关二极管: 在电路中起到“开”、“关”作用的二极管,导通时间和截止时间都要比普通二极管短很多,有普通开关二极管、高速开关二极管、超高速开关二极管、低功耗开关二极管和高反压开关二极管等。常用的有1N4148等型号。
5.瞬态抑制二极管(TVS): 一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10^-12^秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
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