面接觸式二極管:面接觸式PN結(jié)二極管是由一塊半導(dǎo)體晶體制成的。不同的摻雜工藝可以使同一個(gè)半導(dǎo)體(如本征硅)的一端成為一個(gè)包含負(fù)極性載流子(電子)的區(qū)域,稱作N型半導(dǎo)體;另一端成為一個(gè)包含正極性載流子(空穴)的區(qū)域,稱作P型半導(dǎo)體。兩種材料在一起時(shí),電子會(huì)從N型一側(cè)流向P型一側(cè)。這一區(qū)域電子和電洞相互抵銷,造成中間區(qū)域載流子不足,形成“空乏層”。在空乏層內(nèi)部存在“內(nèi)電場(chǎng)”:N型側(cè)帶正電,P型側(cè)帶負(fù)電。兩塊區(qū)域的交界處為PN結(jié),晶體允許電子(外部來(lái)看)從N型半導(dǎo)體一端,流向P型半導(dǎo)體一端,但是不能反向流動(dòng)。 隔離二極管是一種常見(jiàn)的電子元器件,用于隔離電路中的兩個(gè)部分,以防止電流和信號(hào)的干擾。臺(tái)州瞬變抑制二極管供應(yīng)
二極管控制電路的一般分析方法說(shuō)明對(duì)于控制電路的分析通常要分成多種情況,例如將控制信號(hào)分成大、中、小等幾種情況。就這一電路而言,控制電壓Ui對(duì)二極管VD1的控制要分成下列幾種情況。(1)電路中沒(méi)有錄音信號(hào)時(shí),直流控制電壓Ui為0,二極管VD1截止,VD1對(duì)電路工作無(wú)影響,級(jí)錄音放大器輸出的信號(hào)可以全部加到第二級(jí)錄音放大器中。2)當(dāng)電路中的錄音信號(hào)較小時(shí),直流控制電壓Ui較小,沒(méi)有大于二極管VD1的導(dǎo)通電壓,所以不足以使二極管VD1導(dǎo)通,此時(shí)二極管VD1對(duì)級(jí)錄音放大器輸出的信號(hào)也沒(méi)有分流作用。(3)當(dāng)電路中的錄音信號(hào)比較大時(shí),直流控制電壓Ui較大,使二極管VD1導(dǎo)通,錄音信號(hào)愈大,直流控制電壓Ui愈大,VD1導(dǎo)通程度愈深,VD1的內(nèi)阻愈小。廣東半導(dǎo)體二極管原理在電路中,二極管可以防止電流反向流動(dòng),起到保護(hù)電路的作用。
二極管的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展:1874年,德國(guó)物理學(xué)家卡爾·布勞恩在卡爾斯魯厄理工學(xué)院發(fā)現(xiàn)了晶體的整流能力。因此1906年開(kāi)發(fā)出的代二極管——“貓須二極管”是由方鉛礦等礦物晶體制成的。20世紀(jì)初,由于無(wú)線電接收器探測(cè)器的需要,熱離子二極管(真空管)和固態(tài)二極管(半導(dǎo)體二極管)大約在相同的時(shí)間分別研發(fā)。直到20世紀(jì)50年代之前,真空管二極管在收音機(jī)中都更為常用。這是因?yàn)樵缙诘狞c(diǎn)接觸式半導(dǎo)體二極管(貓須探測(cè)器)并不穩(wěn)定,并且那時(shí)大多數(shù)的收音機(jī)放大器都是由真空管制成,二極管可以直接放入其中。而且那時(shí)真空管整流器和充氣整流器處理一些高電壓、高電流整流任務(wù)的能力更是遠(yuǎn)在半導(dǎo)體二極管(如硒整流器)之上?,F(xiàn)如今的二極管大多是使用硅來(lái)生產(chǎn),鍺等其它半導(dǎo)體材料有時(shí)也會(huì)用到。目前常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)是,一個(gè)半導(dǎo)體性能的結(jié)晶片通過(guò)PN結(jié)連接到兩個(gè)電終端。
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。 由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕谡珘合翽N結(jié)導(dǎo)通,在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻很小。
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。 二極管的原理就是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴:贾莅l(fā)光二極管接線圖
隔離二極管功率的主要特點(diǎn)是具有高耐壓、高電流、低漏電流和快速響應(yīng)等特點(diǎn)。臺(tái)州瞬變抑制二極管供應(yīng)
二極管真空管:1873年,弗雷德里克·格思里(Frederick Guthrie)發(fā)現(xiàn)了熱離子二極管的基本操作原理。他發(fā)現(xiàn)了當(dāng)白熱化的接地金屬接近帶正電的驗(yàn)電器時(shí),驗(yàn)電器的電會(huì)被引走;然而帶負(fù)電的驗(yàn)電器則不會(huì)發(fā)生類似情況。這表明了電流只能向一個(gè)方向流動(dòng)。1880年2月13日,托馬斯·愛(ài)迪生也發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)律。當(dāng)時(shí),愛(ài)迪生正在研究為什么他的碳絲燈泡的燈絲幾乎總是在正極端燒斷。他有一個(gè)密封了金屬板的特殊玻璃外殼燈泡。利用這個(gè)裝置,他證實(shí),發(fā)光的燈絲會(huì)有一種無(wú)形的電流穿過(guò)真空與金屬板連接,但只有當(dāng)板被連接到正電源時(shí)才會(huì)發(fā)生。愛(ài)迪生隨即發(fā)明了一種電路,他的特殊燈泡有效地取代了直流電壓表中的電阻。在1884年,愛(ài)迪生被授予了此項(xiàng)發(fā)明的。由于當(dāng)時(shí)這種裝置實(shí)際上并不能看出實(shí)用價(jià)值,這項(xiàng)更多地是為了防止別人聲稱早發(fā)現(xiàn)了這一所謂“愛(ài)迪生效應(yīng)”。20年后,約翰·弗萊明(愛(ài)迪生前雇員)發(fā)現(xiàn)了這一效應(yīng)的實(shí)用價(jià)值,它可以用來(lái)制作精確檢波器。1904年11月16日,個(gè)真正的熱離子二極管——弗萊明管。 臺(tái)州瞬變抑制二極管供應(yīng)