二極管在20世紀(jì)20年代由熱離子二極管所取代。20世紀(jì)50年代,高純度的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)。因?yàn)樾鲁霈F(xiàn)的鍺二極管價(jià)格便宜,晶體收音機(jī)重新開(kāi)始被大規(guī)模使用。貝爾實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)發(fā)了鍺二極管微波接收器。20世紀(jì)40年代中后期,美國(guó)電話電報(bào)公司在美國(guó)四處新建的微波塔上開(kāi)始應(yīng)用這種微波接收器,主要用于傳輸電話和網(wǎng)絡(luò)電視信號(hào)。不過(guò)貝爾實(shí)驗(yàn)室并未研發(fā)出效果令人滿意的熱離子二極管微波接收器。之后隨著量子力學(xué)和半導(dǎo)體材料的發(fā)展和應(yīng)用,逐漸發(fā)展并形成了目前人們使用的半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)和配套的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。 二極管廣泛應(yīng)用于電子電路中,用作開(kāi)關(guān)和保護(hù)元件。廣東恒流二極管接線圖
二極管具有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)端子,電流只能往單一方向流動(dòng)。也就是說(shuō),電流可以從陽(yáng)極流向陰極,而不能從陰極流向陽(yáng)極。對(duì)二極管所具備的這種單向特性的應(yīng)用,通常稱之為“整流”功能。在真空管內(nèi),借由電極之間加上的電壓能夠讓熱電子從陰極到達(dá)陽(yáng)極,因而有整流的作用。將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)直流電,包括無(wú)線電接收器對(duì)無(wú)線電信號(hào)的調(diào)制,都是通過(guò)整流來(lái)完成的。因?yàn)槠漤樝蛄魍嫦蜃钄嗟奶攸c(diǎn),二極管可以想象成電路中的單向閥。然而實(shí)際上,二極管并不會(huì)表現(xiàn)出如此完美的開(kāi)關(guān)性,而是呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的非線性電子特征——這是由特定類型的二極管技術(shù)決定的。一般來(lái)說(shuō),只有在正向超過(guò)開(kāi)啟電壓時(shí),二極管才會(huì)工作(此狀態(tài)被稱為正向偏壓)[6]。一個(gè)正向偏置的二極管兩端的電壓降變化只與電流有一點(diǎn)關(guān)系,并且是溫度的函數(shù)。因此這一特性可用于溫度傳感器或參考電壓。金華穩(wěn)壓二極管原理二極管是一種電子元件,具有單向?qū)щ娞匦浴?/p>
點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后,再通過(guò)電流法而形成的。其PN結(jié)的靜電容量小,適用于高頻電路。因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單,所以價(jià)格便宜。對(duì)于小信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言,它是應(yīng)用范圍較廣的類型。與面結(jié)型相比較,點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差,因此不能使用于大電流和整流。將細(xì)鋁絲的一端接在陽(yáng)極引線上,另一端壓在摻雜過(guò)的N型半導(dǎo)體上。加上電壓后,細(xì)鋁絲在接觸點(diǎn)處融化并滲入融化部分的中。這樣,接觸點(diǎn)實(shí)際上是P型半導(dǎo)體,并附著在N型半導(dǎo)體上形成PN結(jié)。
二極管在工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用:汽車以及大型機(jī)械中的應(yīng)用:發(fā)光二極管在汽車以及大型機(jī)械中得到普遍應(yīng)用。汽車以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。煤礦中的應(yīng)用由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長(zhǎng)、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件。二極管的導(dǎo)通與截止要有電壓控制,電路中VD1正極通過(guò)電阻R1、開(kāi)關(guān)S1與直流電壓+V端相連。
二極管的主要原理就是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,在PN結(jié)上加上引線和封裝就成了一個(gè)二極管。晶體二極管為一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),PN結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程,產(chǎn)生大量電子空穴對(duì),產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。PN結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。 在交流電中,二極管可以用來(lái)整流,將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。無(wú)錫瞬變抑制二極管特性
光電二極管的伏安特性與普通二極管一樣。廣東恒流二極管接線圖
二極管基本的工作狀態(tài)是導(dǎo)通和截止兩種,利用這一特性可以構(gòu)成限幅電路。所謂限幅電路就是限制電路中某一點(diǎn)的信號(hào)幅度大小,讓信號(hào)幅度大到一定程度時(shí),不讓信號(hào)的幅度再增大,當(dāng)信號(hào)的幅度沒(méi)有達(dá)到限制的幅度時(shí),限幅電路不工作,具有這種功能的電路稱為限幅電路,利用二極管來(lái)完成這一功能的電路稱為二極管限幅電路。是二極管限幅電路。在電路中,A1是集成電路(一種常用元器件),VT1和VT2是三極管(一種常用元器件),R1和R2是電阻器,VD1~VD6是二極管。廣東恒流二極管接線圖