二极管特性参数:反向特性外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。[4]一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。[4]击穿特性外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被**破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。[5]反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。[5]另一种击穿为雪崩击穿。 二极管的工作原理基于PN结的半导体特性,涉及复杂的物理过程。STGPL6NC60DI
二极管的单向导电性能是其非常重要的特性,也是其广泛应用于各种电子设备的基础。这种特性使得二极管可以用于整流电路,将交流电转换为直流电;可以用于检波电路,从复杂的信号中提取出所需的调制信号;可以用于限幅和钳位电路,控制电流的幅度和方向;还可以用于稳压电路,确保电源电压的稳定输出。在收音机电路中,二极管被用来对无线电信号进行检波,将音频信号从高频信号中提取出来。在家用电器产品中,二极管被用来实现电源的开关功能,控制电流的通断。在工业控制电路中,二极管被用来进行精确的电压稳压,以确保设备的正常运行。STGPL6NC60DI二极管具有单向导电性,它只允许电流从正极流向负极。
二极管主要应用:变容电路在变容电路中常用变容二极管来实现电路的自动频率控制、调谐、调频以及扫描振荡等。[6]工业产品应用经过多年来科学家们不懈努力,半导体二极管发光的应用已逐步得到推广,发光二极管广泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管的很多特性是普通发光器件所无法比拟的,主要具有特点有:安全、高效率、环保、寿命长、响应快、体积小、结构牢固。因此,发光二极管是一种符合绿色照明要求的光源。[6]发光二极管在很多领域得到普遍应用,下面介绍几点其主要应用:(1)电子用品中的应用发光二极管在电子用品中一般用作屏背光源或作显示、照明应用。从大型的液晶电视、电脑显示屏到媒体播放器MP3、MP4以及手机等的显示屏都将发光二极管用作屏背光源。[6](2)汽车以及大型机械中的应用发光二极管在汽车以及大型机械中得到广泛应用。汽车以及大型机械设备中的方向灯、车内照明、机械设备仪表照明、大前灯、转向灯、刹车灯、尾灯等都运用了发光二极管。主要是因为发光二极管的响应快、使用寿命长(一般发光二极管的寿命比汽车以及大型机械寿命长)。
二极管在稳压电路中的作用:稳压电路中,二极管常用作参考电压源或电压调整元件。例如,在齐纳稳压电路中,利用齐纳二极管的反向击穿特性,可以稳定输出电压。此外,二极管还可以与电阻、电容等元件组合,构成各种复杂的稳压电路。二极管在数字电路中的应用:在数字电路中,二极管常用作逻辑门的输入保护元件或实现逻辑功能的辅助元件。例如,在TTL逻辑门电路中,二极管用于防止输入端过压损坏门电路。此外,二极管还可以与晶体管组合,构成各种逻辑功能电路。在数字电路中,二极管常用作开关元件,实现逻辑功能。
二极管PN结形成原理:P型半导体是在本征半导体(一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体)掺入少量三价元素杂质,如硼等。因硼原子只有三个价电子,它与周围的硅原子形成共价键,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空位,当相邻共价键上的电子获得能量时就有可能填补这个空位,使硼原子成了不能移动的负离子,而原来的硅原子的共价键则因缺少一个电子,形成了空穴,但整个半导体仍呈中性。这种P型半导体中以空穴导电为主,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。[6]N型半导体形成的原理和P型原理相似。在本征半导体中掺入五价原子,如磷等。掺入后,它与硅原子形成共价键,产生了自由电子。在N型半导体中,电子为多数载流子,空穴为少数载流子。[6]因此,在本征半导体的两个不同区域掺入三价和五价杂质元素,便形成了P型区和N型区,根据N型半导体和P型半导体的特性,可知在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异,电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,它们的扩散使原来交界处的电中性被破坏。 二极管在电路中能够稳定电压,防止电压波动对设备造成损害。RSX058BM2SFHTL
二极管的发展历史见证了半导体技术的飞速进步。STGPL6NC60DI
怎么测量二极管的好坏?测量二极管的好坏:使用数字万用表或具有二极管测试功能的万用表,将红色测试引脚连接到二极管的正极,黑色测试引脚连接到二极管的负极。通过测试正向电压和反向电阻来判断二极管的好坏。正常情况下,二极管导通时,正向电压接近额定值,反向电阻很高,接近无穷大。若二极管损坏,正向电压会非常低或反向电阻显示无穷大。这些测试可用于确定二极管的工作状态。准备工作:将万用表选择为二极管测试模式。确保红色测试引脚连接到二极管的正极(称为阳极),黑色测试引脚连接到二极管的负极(称为阴极)。正向电压测试:将二极管的正极与测试引脚连接,负极与测试引脚连接。读取万用表上的正向电压值。正常情况下,如果二极管正常工作,读数应接近于二极管的额定正向电压(通常为)。反向电阻测试:将二极管的正极与测试引脚连接,负极与测试引脚连接。读取万用表上的反向电阻值。正常情况下,二极管在反向时应具有高阻值,接近于无穷大。如果万用表显示一个非常低的反向电阻值或接近于零,那可能表示二极管出现问题。通过测量正向电压和反向电阻,我们可以初步判断二极管的好坏。如果正向电压接近额定值且反向电阻很高,那么二极管是正常的。 STGPL6NC60DI