半導體二極管

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2018-01-29
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摘要 :
1、半導體二極管的結構

一個PN結加上相應的電極引線并用管殼封裝起來,就構成了半導體二極管,簡稱二極管。

半導體二極管按其結構不同可分為點接觸型面接觸型兩類。

點接觸型二極管PN結面積很小,結電容很小,多用于高頻檢波及脈沖數字電路中的開關元件。

面接觸型二極管PN結面積大,結電容也小,多用在低頻整流電路中。



2、半導體二極管的伏安特性
1

正向特性

外加正向電壓較小時,外電場不足以克服內電場對多子擴散的阻力,PN結仍處于截止狀態 。

正向電壓大于死區電壓后,正向電流 隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區電壓硅管約為0.5V,鍺管約為0.2V


2

反向特性

外加反向電壓時, PN結處于截止狀態,反向電流很小。反向電壓大于擊穿電壓時,反向電流急劇增加。





3、半導體二極管的主要參數


    最大整流電流IOM:指管子長期運行時,允許通過的最大正向平均電流。

    反向擊穿電壓UB:指管子反向擊穿時的電壓值。

    最大反向工作電壓UDRM:二極管運行時允許承受的最大反向

    電壓(約為UB 的一半)。

    最大反向電流IRM:指管子未擊穿時的反向電流,其值越小,則管子的單向導電性越好。

    最高工作頻率fm:主要取決于PN結結電容的大小。





理想二極管

正向電阻為零,正向導通時為短路特性,正向壓降忽略不計;反向電阻為無窮大,反向截止時為開路特性,反向漏電流忽略不計的二極管成為理想二極管

4、特殊二極管



01
穩壓管

穩壓管是一種用特殊工藝制造的半導體二極管,穩壓管的穩定電壓就是反向擊穿電壓。穩壓管的穩壓作用在于:電流增量很大,只引起很小的電壓變化。


穩壓管的主要參數

    穩定電壓UZ:反向擊穿后穩定工作的電壓。

    穩定電流IZ:工作電壓等于穩定電壓時的電流。

    動態電阻rZ:穩定工作范圍內,管子兩端電壓的變化量與相應電流的變化量之比。即:rZ=ΔUZ/ΔIZ

    額定功率PZ和最大穩定電流IZM:額定功率PZ是在穩壓管允許結溫下   的最大功率損耗。最大穩定電流IZM是指穩壓管允許通過的最大電流。它們之間的關系是:PZ=UZIZM




02
發光二極管

當發光二極管的PN結加上正向電壓時,電子與空穴復合過程以光的形式放出能量。

不同材料制成的發光二極管會發出不同顏色的光。

發光二極管具有亮度高、清晰度高、電壓低(1.53V)、反應快、體積小、可靠性高、壽命長等特點,是一種很有用的半導體器件,常用于信號指示、數字和字符顯示。

    

03
光電二極管

光電二極管的又稱為光敏二極管,其工作原理恰好與發光二極管相反。當光線照射到光電二極管的PN結時,能激發更多的電子,使之產生更多的電子空穴對,從而提高了少數載流子的濃度。在PN結兩端加反向電壓時反向電流會增加,所產生反向電流的大小與光的照度成正比,所以光電二極管正常工作時所加的電壓為反向電壓。為使光線能照射到PN結上,在光電二極管的管殼上設有一個小的通光窗口。



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