二極管(2)二極管的分類
?極管種類有很多,按照所用的半導(dǎo)體材料,可分為鍺?極管(Ge管)和硅?極管(Si管)。根據(jù)其不同用途,可分為檢波?極管、整流?極管、穩(wěn)壓?極管、開關(guān)?極管等。按照管芯結(jié)構(gòu),?可分為點(diǎn)接觸型?極管、?接觸型?極管及平?型?極管。
點(diǎn)接觸型?極管是??根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶?表?,通以脈沖電流,使觸絲?端與晶?牢固地?zé)Y(jié)在?起,形成?個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸,只允許通過較?的電流(不超過??毫安),適?于?頻?電流電路,如收?機(jī)的檢波等。面接觸型?極管的“PN結(jié)”?積較?,允許通過較?的電流(?安到??安),主要?于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平?型?極管是?種特制的硅?極管,它不僅能通過較?的電流,?且性能穩(wěn)定可靠,多?于開關(guān)、脈沖及?頻電路中。
1 晶體?極管的分類
1.1 根據(jù)構(gòu)造分類
半導(dǎo)體?極管主要是依靠PN結(jié)??作的。與PN結(jié)不可分割的點(diǎn)接觸型和肖特基型,也被列??般的?極管的范圍內(nèi)。包括這兩種型號(hào)在內(nèi),根據(jù)PN結(jié)構(gòu)造?的特點(diǎn),把晶體?極管分類如下:
點(diǎn)接觸型?極管
是一種最早期的半導(dǎo)體器件之一,也被稱為晶體管的前身。它是由德國物理學(xué)家卡爾·費(fèi)迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)于1874年首次發(fā)現(xiàn)。點(diǎn)接觸二極管由兩個(gè)不同材料的半導(dǎo)體片組成,其中一個(gè)是n型(電子摻雜)半導(dǎo)體片,另一個(gè)是p型(空穴摻雜)半導(dǎo)體片,它們通過一個(gè)極小的點(diǎn)接觸而連接。
點(diǎn)接觸二極管在工作時(shí),通過在p-n接觸處施加正向電壓,使得電流從p型區(qū)域注入到n型區(qū)域。當(dāng)施加正向偏壓時(shí),電子從n型區(qū)域注入p型區(qū)域,而空穴則從p型區(qū)域注入n型區(qū)域。因此,電流可以在p-n結(jié)的兩側(cè)流動(dòng),形成電流的導(dǎo)通。
然而,點(diǎn)接觸二極管存在一些缺點(diǎn),如溫度敏感性高、制造成本高、不穩(wěn)定等。后來,晶體管(特別是晶體管的結(jié)構(gòu)改進(jìn))逐漸取代了點(diǎn)接觸二極管。晶體管具有更高的穩(wěn)定性、可靠性和性能,成為了現(xiàn)代電子器件的基礎(chǔ)。點(diǎn)接觸二極管的重要性在技術(shù)發(fā)展中已經(jīng)大幅減少,但它作為半導(dǎo)體器件的開創(chuàng)者仍然具有歷史意義。
點(diǎn)接觸型?極管是在鍺或硅材料的單晶?上壓觸?根?屬針后,再通過電流法?形成的。因此,其PN結(jié)的靜電容量?,適?于?頻電路。但是,與?結(jié)型相?較,點(diǎn)接觸型?極管正向特性和反向特性都差,因此,不能使?于?電流和整流。因?yàn)闃?gòu)造簡單,所以價(jià)格便宜。對(duì)于?信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等?般?途??,它是應(yīng)?范圍較?的類型。
面接觸型二極管(Surface Barrier Diode)是一種高頻用途的特殊類型的二極管。面接觸型二極管的主要特點(diǎn)是其具有較快的反向恢復(fù)時(shí)間和較低的電容。這使得它們?cè)诟哳l應(yīng)用中非常有用,例如射頻放大器、混頻器、檢波器等。
面接觸型二極管通常由金屬與半導(dǎo)體材料之間的面接觸構(gòu)成。金屬層與半導(dǎo)體材料直接接觸,因此電子在兩者之間移動(dòng)的距離更短,反向恢復(fù)時(shí)間更快。此外,面接觸型二極管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得其電容較低,進(jìn)一步提高了其在高頻應(yīng)用中的性能。
總的來說,面接觸型二極管在高頻電路中的應(yīng)用非常廣泛,特別是在需要快速開關(guān)和低電容的場合。它們提供了一種有效的方式來處理高頻信號(hào),使得其在無線通信、雷達(dá)系統(tǒng)、廣播等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。
平?型?極管
在半導(dǎo)體單晶?(主要地是N型硅單晶?)上,擴(kuò)散P型雜質(zhì),利?硅?表?氧化膜的屏蔽作?,在N型硅單晶?上僅選擇性地?cái)U(kuò)散?部分?形成的PN結(jié)。因此,不需要為調(diào)整PN結(jié)?積的藥品腐蝕作?。由于半導(dǎo)體表?被制作得平整,故?得名。并且,PN結(jié)合的表?,因被氧化膜覆蓋,所以公認(rèn)為是穩(wěn)定性好和壽命?的類型。最初,對(duì)于被使?的半導(dǎo)體材料是采?外延法形成的,故?把平?型稱為外延平?型。對(duì)平?型?極管??,似乎使?于?電流整流?的型號(hào)很少,?作?電流開關(guān)?的型號(hào)則很多。
鍵型?極管
鍵型?極管是在鍺或硅的單晶?上熔接或銀的細(xì)絲?形成的。其特性介于點(diǎn)接觸型?極管和合金型?極管之間。與點(diǎn)接觸型相?較,雖然鍵型?極管的PN結(jié)電容量稍有增加,但正向特性特別優(yōu)良。多作開關(guān)?,有時(shí)也被應(yīng)?于檢波和電源整流(不?于50mA)。在鍵型?極管中,熔接?絲的?極管有時(shí)被稱?鍵型,熔接銀絲的?極管有時(shí)被稱為銀鍵型。
其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由金屬與半導(dǎo)體之間的金屬-半導(dǎo)體接觸(Schottky接觸)組成。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要組成部分包括:
金屬層(陽極):鍵型二極管的一個(gè)端口通常是金屬層,也稱為陽極。這個(gè)金屬層可以是鉑、鉬、鉻、鋁等金屬。
半導(dǎo)體層(陰極):另一個(gè)端口是半導(dǎo)體層,也稱為陰極。這個(gè)半導(dǎo)體層通常是n型或p型的硅(Silicon)或碳化硅(Silicon Carbide)等半導(dǎo)體材料。
Schottky接觸界面:金屬層和半導(dǎo)體層之間形成了一個(gè)金屬-半導(dǎo)體接觸,稱為Schottky接觸。這個(gè)接觸是非晶態(tài)或非均勻的,不像PN結(jié)二極管那樣有明確定義的P型和N型區(qū)域。
表面特征:鍵型二極管的金屬-半導(dǎo)體接觸通常具有一些表面特征,如微觀凹陷或起伏,這些特征可以增加接觸區(qū)域的有效表面積,從而降低接觸電阻。
鍵型二極管由于其金屬-半導(dǎo)體接觸的特殊性質(zhì),具有許多優(yōu)點(diǎn),包括快速開關(guān)速度、低正向電壓降、高溫特性良好等。它們?cè)诟哳l電路、功率電子器件、混頻器、檢波器等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
合?型?極管
在N型鍺或硅的單晶?上,通過合?銦、鋁等?屬的?法制作PN結(jié)?形成的。正向電壓降?,適于?電流整流。因其PN結(jié)反向時(shí)靜電容量?,所以不適于?頻檢波和?頻整流。
擴(kuò)散型?極管
在?溫的P型雜質(zhì)?體中,加熱N型鍺或硅的單晶?,使單晶?表?的?部變成P型,以此法PN結(jié)。因PN結(jié)正向電壓降?,適?于?電流整流。最近,使??電流整流器的主流已由硅合?型轉(zhuǎn)移到硅擴(kuò)散型。
臺(tái)?型?極管
PN結(jié)的制作?法雖然與擴(kuò)散型相同,但是,只保留PN結(jié)及其必要的部分,把不必要的部分?藥品腐蝕掉。其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺(tái)?形,因?得名。初期?產(chǎn)的臺(tái)?型,是對(duì)半導(dǎo)體材料使?擴(kuò)散法?制成的。因此,?把這種臺(tái)?型稱為擴(kuò)散臺(tái)?型。對(duì)于這?類型來說,似乎?電流整流?的產(chǎn)品型號(hào)很少,??電流開關(guān)?的產(chǎn)品型號(hào)卻很多。
合?擴(kuò)散型?極管
它是合?型的?種。合?材料是容易被擴(kuò)散的材料。把難以制作的材料通過巧妙地?fù)脚潆s質(zhì),就能與合??起過擴(kuò)散,以便在已經(jīng)形成的PN結(jié)中獲得雜質(zhì)的恰當(dāng)?shù)臐舛确植?。此法適?于制造?靈敏度的變?nèi)?極管。
外延型?極管
?外延??的過程制造PN結(jié)?形成的?極管。制造時(shí)需要?常?超的技術(shù)。因能隨意地控制雜質(zhì)的不同濃度的分布,故適宜于制造?靈敏度的變?nèi)?極管。
肖特基?極管
基本原理是:在?屬(例如鉛)和半導(dǎo)體(N型硅?)的接觸?上,?已形成的肖特基來阻擋反向電壓。肖特基與PN結(jié)的整流作?原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右。其特?是:開關(guān)速度???欤悍聪蚧謴?fù)時(shí)間trr特別地短。因此,能制作開關(guān)?極和低壓?電流整流?極管。
"肖特基"通常指的是德國物理學(xué)家沃爾特·肖特基(Walter H. Schottky)。他生于1886年,于1976年去世。肖特基在電子學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn),尤其是在半導(dǎo)體器件方面。他最著名的貢獻(xiàn)之一是肖特基二極管,這是一種利用金屬-半導(dǎo)體接觸的二極管。這種二極管具有低噪聲、高速度和高穩(wěn)定性等特性,在無線電、微波和其他電子領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
除了肖特基二極管,肖特基還對(duì)真空管、晶體管以及其他電子器件的理論和設(shè)計(jì)做出了重要貢獻(xiàn)。他的工作對(duì)于現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響,并使他成為20世紀(jì)最重要的電子學(xué)家之一。
肖特基二極管(Schottky diode)是一種特殊類型的二極管,其工作原理基于肖特基效應(yīng)。這種效應(yīng)是指當(dāng)金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí),在金屬和半導(dǎo)體之間會(huì)形成一個(gè)能量勢壘,這個(gè)勢壘相比于PN結(jié)二極管的PN結(jié)形成的勢壘更低。肖特基二極管的工作原理主要包括以下幾個(gè)方面:
電荷注入和排斥:當(dāng)金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí),金屬中的自由電子會(huì)向半導(dǎo)體區(qū)域注入,并與半導(dǎo)體中的自由載流子(通常是電子)進(jìn)行復(fù)合。這會(huì)在接觸界面形成一個(gè)具有電子虧缺的區(qū)域(稱為空間電荷區(qū)),形成了勢壘。這個(gè)過程是一個(gè)熱激發(fā)的過程,不需要外加電壓。
勢壘的高導(dǎo)電性:由于肖特基二極管的勢壘較低,所以電子能夠相對(duì)容易地通過勢壘,這導(dǎo)致了肖特基二極管具有非??斓拈_關(guān)特性和低的正向電壓降。
快速開關(guān)特性:肖特基二極管的快速開關(guān)特性使得它在高頻應(yīng)用中特別有用,比如射頻(RF)應(yīng)用或高速開關(guān)電源。
低反向漏電流:與普通PN結(jié)二極管相比,肖特基二極管在反向偏置時(shí)有更低的漏電流,這是由于它的勢壘高度較低所致。
總的來說,肖特基二極管的工作原理是基于金屬與半導(dǎo)體之間形成的勢壘以及勢壘的導(dǎo)電特性。
1.2 根據(jù)?途分類
檢波??極管
就原理??,從輸?信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波,以整流電流的?小(100mA)作為界線通常把輸出電流?于100mA的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸型、?作頻率可達(dá)400MHz,正向壓降?,結(jié)電容?,檢波效率?,頻率特性好,為2AP型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波?的?極管,除?于檢波外,還能夠?于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專?的特性?致性好的兩只?極管組合件。
整流??極管
就原理??,從輸?交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的??(100mA)作為界線通常把輸出電流?于100mA的叫整流。?結(jié)型,?作頻率?于KHz,最?反向電壓從25伏?3000伏分A~X共22檔。分類如下:①硅半導(dǎo)體整流?極管2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③?于電視機(jī)?壓硅堆?作頻率近100KHz的2CLG型。
限幅??極管
?多數(shù)?極管能作為限幅使?。也有象保護(hù)儀表?和?頻?納管那樣的專?限幅?極管。為了使這些?極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作?,通常使?硅材料制造的?極管。也有這樣的組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若?個(gè)必要的整流?極管串聯(lián)起來形成?個(gè)整體。
調(diào)制??極管
通常指的是環(huán)形調(diào)制專?的?極管。就是正向特性?致性好的四個(gè)?極管的組合件。即使其它變?nèi)?極管也有調(diào)制?途,但它們通常是直接作為調(diào)頻?。
混頻??極管
使??極管混頻?式時(shí),在500~10,000Hz的頻率范圍內(nèi),多采?肖特基型和點(diǎn)接觸型?極管。
放???極管
??極管放?,?致有依靠隧道?極管和體效應(yīng)?極管那樣的負(fù)阻性器件的放?,以及?變?nèi)?極管的參量放?。因此,放???極管通常是指隧道?極管、體效應(yīng)?極管和變?nèi)?極管。
開關(guān)??極管
有在?電流下(10mA程度)使?的邏輯運(yùn)算和在數(shù)百毫安下使?的磁芯激勵(lì)?開關(guān)?極管。?電流的開關(guān)?極管通常有點(diǎn)接觸型和鍵型等?極管,也有在?溫下還可能?作的硅擴(kuò)散型、臺(tái)?型和平?型?極管。開關(guān)?極管的特?是開關(guān)速度快。?肖特基型?極管的開關(guān)時(shí)間特短,因?是理想的開關(guān)?極管。2AK型點(diǎn)接觸為中速開關(guān)電路?;2CK型平?接觸為?速開
關(guān)電路?;?于開關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)硅?電流開關(guān),正向壓降?,速度快、效率?。
變?nèi)?極管
?于?動(dòng)頻率控制(AFC)和調(diào)諧?的?功率?極管稱變?nèi)?極管。?本?商??也有其它許多叫法。通過施加反向電壓, 使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)?變化。因此,被使?于?動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等?途。通常,雖然是采?硅的擴(kuò)散型?極管,但是也可采?合?擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的?極管,因?yàn)檫@些?極管對(duì)于電壓??,其靜電容量的變化率特別?。結(jié)電容隨反向電壓VR變化,取代可變電容,?作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路,常?于電視機(jī)?頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路,多以硅材料制作。
頻率倍增??極管
對(duì)?極管的頻率倍增作???,有依靠變?nèi)?極管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)?極管的頻率倍增。頻率倍增?的變?nèi)?極管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和?動(dòng)頻率控制?的變?nèi)?極管的?作原理相同,但電抗器的構(gòu)造卻能承受?功率。階躍?極管?被稱為階躍恢復(fù)?極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短,因此,其特?是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍?極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)?很多?頻諧波。
穩(wěn)壓?極管
是代替穩(wěn)壓電??極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴(kuò)散型或合?型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的?極管。作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使??制作的。?極管?作時(shí)的端電壓(?稱?納電壓)從3V左右到150V,按每隔10%,能劃分成許多等級(jí)。在功率??,也有從200mW?100W以上的產(chǎn)品。?作在反向擊穿狀態(tài),硅材料制作,動(dòng)態(tài)電阻RZ很?,?般為2CW型;將兩個(gè)互補(bǔ)?極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為2DW型。
PIN型?極管(PIN Diode)
這是在P區(qū)和N區(qū)之間夾?層本征半導(dǎo)體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造的晶體?極管。PIN中的I是“本征”意義的英?略語。當(dāng)其?作頻率超過100MHz時(shí),由于少數(shù)載流?的存貯效應(yīng)和“本征”層中的渡越時(shí)間效應(yīng),其?極管失去整流作??變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏置電壓?改變。在零偏置或直流反向偏置時(shí),“本征”區(qū)的阻抗很?;在直流正向偏置時(shí),由于載流?注?“本征”區(qū),?使“本征”區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此,可以把PIN?極管作為可變阻抗元件使?。
PIN型二極管是一種特殊類型的二極管,其名稱來自于其構(gòu)造:正向偏置的P區(qū)、非摻雜的Intrinsic(內(nèi)稟)區(qū)和負(fù)向偏置的N區(qū)。PIN型二極管通常用于微波和射頻應(yīng)用中,以及光電探測器和光通信系統(tǒng)中的光敏元件。
PIN型二極管相比于普通的PN結(jié)二極管具有更大的內(nèi)稟區(qū),這使得它在反向偏置時(shí)具有更高的電阻。這個(gè)內(nèi)稟區(qū)的增加使得PIN型二極管能夠處理更高的功率、更高的頻率,以及更大的反向電壓。
主要特點(diǎn)和應(yīng)用包括:
低頻率和高頻率的應(yīng)用:PIN型二極管在低頻率和高頻率應(yīng)用中都有廣泛的應(yīng)用。在低頻率應(yīng)用中,它們可以用作變阻器或電流控制器;而在高頻率應(yīng)用中,它們可以用作開關(guān)、調(diào)制器、混頻器等。
微波和射頻應(yīng)用:由于PIN型二極管的高速特性和較低的損耗,它們經(jīng)常用于微波和射頻應(yīng)用中,例如射頻開關(guān)、調(diào)制器、限幅器等。
光電探測器:在光電探測器中,PIN型二極管用于轉(zhuǎn)換光信號(hào)為電信號(hào),因?yàn)樗鼈儗?duì)光的敏感度較高。
光通信系統(tǒng):在光通信系統(tǒng)中,PIN型二極管也用作光電探測器,用于接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
雪崩?極管(Avalanche Diode)
雪崩二極管(Avalanche Diode)是一種特殊類型的二極管,它利用了雪崩擊穿效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)其功能。在正向電壓下,雪崩二極管的電流-電壓特性類似于普通的二極管,但在反向電壓下,其特性則表現(xiàn)出了與普通二極管截然不同的特點(diǎn)。
當(dāng)反向電壓施加在雪崩二極管上時(shí),如果電壓足夠高,電子會(huì)在 PN 結(jié)的空穴區(qū)域中獲得足夠的能量以使它們被加速到高能級(jí),當(dāng)這些高能電子碰撞到晶格原子時(shí),會(huì)釋放出額外的電子空穴對(duì)。這些額外的電子空穴對(duì)可以繼續(xù)獲得能量并碰撞更多的原子,形成一種類似于雪崩效應(yīng)的現(xiàn)象,因此得名雪崩二極管。
雪崩二極管的主要特點(diǎn)包括:
反向擊穿電壓(Breakdown Voltage): 在雪崩效應(yīng)發(fā)生之前,雪崩二極管可以承受很高的反向電壓。當(dāng)達(dá)到一定的反向電壓時(shí),雪崩效應(yīng)開始,此時(shí)二極管處于擊穿狀態(tài)。這個(gè)電壓稱為反向擊穿電壓或雪崩電壓。
高反向電流能力: 雪崩二極管在擊穿狀態(tài)下可以通過大量的反向電流,因此可用于電壓穩(wěn)定器和過壓保護(hù)器件。
穩(wěn)定性: 雪崩二極管在擊穿狀態(tài)下的電壓幾乎保持不變,這使得它們?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)可以提供穩(wěn)定的電壓輸出。
溫度特性: 雪崩二極管的擊穿電壓隨溫度變化的影響相對(duì)較小,因此它們具有較好的溫度穩(wěn)定性。
雪崩二極管在許多應(yīng)用中都非常有用,特別是在需要穩(wěn)定反向電壓的場合,例如電壓參考、穩(wěn)壓器、過壓保護(hù)等方面。
江崎?極管 (Tunnel Diode)
江崎二極管,也稱為隧道二極管(Tunnel Diode),是一種特殊的半導(dǎo)體二極管,它利用了量子力學(xué)的隧穿效應(yīng)作為其主要的工作原理。江崎二極管最早由日本物理學(xué)家江崎玄開發(fā)。它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體?極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的N型區(qū)是?摻雜的(即?濃度雜質(zhì)的)。
隧道二極管的主要特點(diǎn)是在其特定的工作區(qū)域內(nèi),其電流-電壓特性呈現(xiàn)出負(fù)阻特性,也就是說,當(dāng)電壓增加時(shí),電流反而減小。這種負(fù)阻特性使得隧道二極管在一些特殊的電路應(yīng)用中非常有用。
江崎二極管的工作原理基于量子力學(xué)中的隧穿效應(yīng)。當(dāng)兩個(gè)半導(dǎo)體材料之間的能帶出現(xiàn)重疊時(shí),電子可以通過能量足夠的量子跳躍到另一側(cè),而無需克服能壘。這種現(xiàn)象被稱為隧穿效應(yīng)。在江崎二極管中,當(dāng)反向電壓施加到一個(gè)特定的程度時(shí),就會(huì)發(fā)生隧穿效應(yīng),導(dǎo)致電子可以從價(jià)帶通過隧道跳躍到導(dǎo)帶,導(dǎo)致電流的劇烈增加。
江崎二極管的應(yīng)用主要包括高頻電路、微波電路、振蕩器、開關(guān)和邏輯門等領(lǐng)域。雖然江崎二極管在數(shù)字電路中的應(yīng)用已經(jīng)被后來的器件所取代,但在某些特定的模擬電路和微波電路中,它仍然具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))?極管(Step Recovary Diode)
它也是?種具有PN結(jié)的?極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是:在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū),從?形成“?助電場”。由于PN結(jié)在正向偏壓下,以少數(shù)載流?導(dǎo)電,并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng),使其反向電流需要經(jīng)歷?個(gè)“存貯時(shí)間”后才能降?最?值(反向飽和電流
值)。階躍恢復(fù)?極管的“?助電場”縮短了存貯時(shí)間,使反向電流快速截?,并產(chǎn)?豐富的諧波分量。利?這些諧波分量可設(shè)計(jì)出梳狀頻譜發(fā)?電路。快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))?極管?于脈沖和?次諧波電路中。
阻尼?極管
具有較?的反向?作電壓和峰值電流,正向壓降?,?頻?壓整流?極管,?在電視機(jī)?掃描電路作阻尼和升壓整流?。
阻尼二極管是一種常見的二極管,通常用于電感元件(例如電感線圈)的保護(hù)電路中。其作用是在電感元件電流截?cái)鄷r(shí)提供一條低阻抗的路徑,以防止電感元件中產(chǎn)生的高電壓脈沖損壞其他元件。
在電感元件中,當(dāng)電流截?cái)鄷r(shí),電感元件會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向電壓脈沖,其幅值可以很高,這是由于電感元件的自感作用導(dǎo)致的。這種高電壓脈沖可能會(huì)損壞其他電路元件。阻尼二極管的作用就是通過提供一個(gè)低阻抗的路徑,使得這些電壓脈沖能夠得到有效地消耗,從而保護(hù)其他元件。
阻尼二極管通常被連接在電感元件的并聯(lián)路徑上,在電感元件的兩端之間。在正常工作情況下,阻尼二極管是反向偏置的,因此不導(dǎo)通。但是當(dāng)電感元件中斷電流時(shí),阻尼二極管就會(huì)導(dǎo)通,提供一個(gè)路徑來消耗電感元件中產(chǎn)生的能量,并保護(hù)其他電路元件不受損壞。
阻尼二極管通常被選擇為快速恢復(fù)二極管或肖特基二極管,這是因?yàn)樗鼈兙哂休^快的反向恢復(fù)時(shí)間,可以更有效地消耗電感元件中的能量,從而提供更好的保護(hù)效果。
瞬變電壓抑制?極管
瞬態(tài)電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppression Diode,TVS Diode)是一種用于保護(hù)電路免受瞬態(tài)或過電壓損壞的特殊類型的二極管。它通常用于電路中,以限制過電壓或瞬態(tài)電壓在電路中的傳播,并將其消耗掉,從而保護(hù)其他敏感元件不受損壞。
瞬態(tài)電壓抑制二極管的工作原理是當(dāng)電壓超過其額定工作電壓時(shí),它將迅速導(dǎo)通并提供一個(gè)低阻抗路徑,將過電壓或瞬態(tài)電壓釋放到地或其他安全位置,從而將其限制在一個(gè)安全水平以下。
主要特點(diǎn)包括:
快速響應(yīng)時(shí)間:瞬態(tài)電壓抑制二極管能夠迅速導(dǎo)通,響應(yīng)時(shí)間非常快,從而有效地保護(hù)其他元件免受損壞。
低動(dòng)態(tài)電阻:在導(dǎo)通狀態(tài)下,瞬態(tài)電壓抑制二極管具有相對(duì)較低的動(dòng)態(tài)電阻,能夠有效地消耗過電壓或瞬態(tài)電壓。
高能量吸收能力:它能夠吸收大量的能量,因此在保護(hù)電路免受大功率瞬態(tài)電壓沖擊時(shí)非常有效。
可重復(fù)使用:一旦瞬態(tài)電壓消失,二極管將恢復(fù)到其非導(dǎo)通狀態(tài),可以重復(fù)使用。
瞬態(tài)電壓抑制二極管在許多電子設(shè)備和電路中廣泛應(yīng)用,尤其是在需要保護(hù)敏感元件(例如集成電路、傳感器、通信設(shè)備等)免受雷擊、電壓浪涌或其他瞬態(tài)電壓事件損壞的情況下。
雙基極?極管(單結(jié)晶體管)
兩個(gè)基極,?個(gè)發(fā)射極的三端負(fù)阻器件,?于張馳振蕩電路,定時(shí)電壓讀出電路中,它具有頻率易調(diào)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
雙基極二極管的制作過程:在一塊高電阻率的N型半導(dǎo)體基片的兩端各引出一個(gè)鋁電極,如圖c所示,分別稱為第一基極B1和第二基極B2,然后在N型半導(dǎo)體基片一側(cè)埋入P型半導(dǎo)體,在兩種半導(dǎo)體的結(jié)合部位就形成了一個(gè)PN結(jié),再在P型半導(dǎo)體端引出一個(gè)電極,稱為發(fā)射極E。
雙基極二極管的等效電路如圖d所示。雙基極二極管B1、B2極之間為高電阻率的N型半導(dǎo)體,故兩極之間的電阻RBB較大(約4—12千歐),以PN結(jié)為中心,將N型半導(dǎo)體分為兩部分,PN結(jié)與B1極之間的電阻用RB1表示,PN結(jié)與B2極之間的電阻用RB2表示,RBB=RB1+RB2,E極與N型半導(dǎo)體之間的PN結(jié)可等效為一個(gè)二極管,用VD表示。
發(fā)光?極管
?磷化鎵、磷砷化鎵材料制成,體積?,正向驅(qū)動(dòng)發(fā)光。?作電壓低,?作電流?,發(fā)光均勻、壽命?、可發(fā)紅、?、綠單?光。
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)是一種半導(dǎo)體器件,具有將電能直接轉(zhuǎn)換為光能的能力。它是由一種固體半導(dǎo)體材料構(gòu)成的,當(dāng)電流通過時(shí),會(huì)發(fā)出可見光。
LED的工作原理是基于半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu)。LED通常由n型和p型半導(dǎo)體材料組成,它們之間的結(jié)構(gòu)被稱為p-n結(jié)。當(dāng)正向電壓施加到LED上時(shí),電子從n型區(qū)域流向p型區(qū)域,同時(shí)空穴從p型區(qū)域流向n型區(qū)域。在p-n結(jié)附近,電子和空穴會(huì)結(jié)合并釋放出能量,這些能量以光子的形式釋放出來,產(chǎn)生可見光。LED的發(fā)光顏色取決于半導(dǎo)體材料的組成。
LED具有許多優(yōu)點(diǎn),包括:
高效率:LED能夠?qū)⒋蟛糠蛛娔苻D(zhuǎn)換為光能,相對(duì)于傳統(tǒng)的光源(如白熾燈泡),LED具有更高的能量利用率。
長壽命:LED具有較長的使用壽命,通常可持續(xù)數(shù)萬小時(shí),甚至數(shù)十萬小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的光源。
快速啟動(dòng):LED能夠立即達(dá)到全功率,不需要預(yù)熱時(shí)間。
節(jié)能:LED的能耗較低,因此可節(jié)省能源成本。
小型化:LED非常小巧,可以制造成各種形狀和尺寸,非常適合用于各種應(yīng)用場合。
由于這些優(yōu)點(diǎn),LED被廣泛應(yīng)用于照明、顯示、指示燈、背光源、汽車燈、電子設(shè)備等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,LED的性能不斷提高,價(jià)格不斷下降,預(yù)計(jì)LED將在更多的領(lǐng)域取代傳統(tǒng)光源。
1.3 根據(jù)特性分類
點(diǎn)接觸型?極管,按正向和反向特性分類如下。
?般?點(diǎn)接觸型?極管
這種?極管正如標(biāo)題所說的那樣,通常被使?于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特別好,也不特別壞的中間產(chǎn)品。如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這?類。
?反向耐壓點(diǎn)接觸型?極管
是最?峰值反向電壓和最?直流反向電壓很?的產(chǎn)品。使?于?壓電路的檢波和整流。這種型號(hào)的?極管?般正向特性不太好或?般。在點(diǎn)接觸型鍺?極管中,有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料?極管,其耐壓受到限制。要求更?時(shí)有硅合?和擴(kuò)散型。
?反向電阻點(diǎn)接觸型?極管
正向電壓特性和?般??極管相同。雖然其反?向耐壓也是特別地?,但反向電流?,因此其特?是反向電阻?。使?于?輸?電阻的電路和?阻負(fù)荷電阻的電路中,就鍺材料?反向電阻型?極管??,SD54、1N54A等等屬于這類?極管。
?傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型?極管
它與?反向電阻型相反。其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得?夠?。對(duì)?傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型?極管??,有SD56、1N56A等等。對(duì)?傳導(dǎo)鍵型?極管??,能夠得到更優(yōu)良的特性。這類?極管,在負(fù)荷電阻特別低的情況下,整流效率較?。
評(píng)論