杏彩体育平台app·半导体二极管及其运用详解

时间：2021-09-20 22:50:42 来源：杏彩体育官网app 作者：杏彩体育官网登录入口

　　电子电路差异于曾经所学电路的首要特点是电路中引进各种电子器材。电子器材的类型许多，现在运用得最广泛的是半导体器材二极管、稳压管、晶体管、绝缘栅场效应管等。因为本课程的使命不是研讨这些器材内部的物理进程，而是评论它们的运用，因而，在简略介绍这些器材的外部特性的基础上，评论它们的运用电路。

　　咱们在物理课中现已知道，在纯洁的四价半导体晶体资料(首要是硅和锗)中掺入微量三价(例如硼)或五价(例如磷)元素，半导体的导电才能就会大大增强。这是因为构成了有传导电流才能的载流子。掺入五价元素的半导体中的大都载流子是自由电子，称为电子半导体或N型半导体。而掺入三价元素的半导体中的大都载流子是空穴，称为空穴半导体或P型半导体。在掺杂半导体中大都载流子(称多子)数目由掺杂浓度确认，而少量载流子(称少子)数目与温度有关，而且温度升高时，少量载流子数目会添加。

　　在一块半导体基片上经过恰当的半导体工艺技术能够构成P型半导体和N型半导体的交接面，称为PN结。 PN结具有单向导电性：当PN结加正向电压时，P端电位高于N端，PN结变窄,由多子构成的电流能够由P区向N区流转，见图4-1 (a),而当PN结加反向电压时，N端电位高于P端，PN结变宽,由少子构成的电流极小，视为截止(不导通)，见图4-1 (b)。

　　半导体二极管便是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极经过管子内部流向阴极。二极管的品种许多，按资料来分，最常用的有硅管和锗管两种;按结构来分，有点触摸型，面触摸型和硅平面型几种;按用处来分，有一般二极管、整流二极管、稳压二极管等多种。

　　图4-2是常用二极管的符号、结构及外形的示意图。二极管的符号如图4-2(a)所示。箭头标明正向电流的方向。一般在二极管的管壳外表标有这个符号或色点、色圈来标明二极管的极性，左面实心箭头的符号是工程上常用的符号，右边的符号为新规则的符号。从工艺结构来看，点触摸型二极管(一般为锗管)如图4-2(b)其特点是结面积小，因而结电容小，答应经过的电流也小，适用高频电路的检波或小电流的整流，也可用作数字电路里的开关元件;面触摸型二极管(一般为硅管)如图4-2(c)其特点是结面积大，结电容大，答应经过的电流较大，适用于低频整流;硅平面型二极管如图4-2(d)，结面积大的可用于大功率整流，结面积小的，适用于脉冲数字电路作开关管。

　　二极管的电流与电压的联系曲线I = f(V)，称为二极管的伏安特性。其伏安特性曲线所示。二极管的中心是一个PN结，具有单向导电性，其实践伏安特性与理论伏安特性略有差异。由图4-3可见二极管的伏安特性曲线对错线性的，可分为三部分：正向特性、反向特性和反向击穿特性

　　当外加正向电压很低时，管子内大都载流子的分散运动没构成，故正向电流简直为零。当正向电压超越必定数值时，才有显着的正向电流，这个电压值称为死区电压，一般硅管的死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为0.2V，当正向电压大于死区电压后，正向电流敏捷增长，曲线挨近上升直线，在伏安特性的这一部分，当电流敏捷添加时，二极管的正向压降改变很小，硅管正向压降约为0.6～0.7V，锗管的正向压降约为0.2～0.3V。二极管的伏安特性对温度很灵敏，温度升高时，正向特性曲线所示，这说明，对应相同巨细的正向电流，正向压降随温升而减小。研讨标明，温度每升高10C，正向压降减小 2mV。

　　二极管加上反向电压时，构成很小的反向电流，且在必定温度下它的数量根本保持不变，因而，当反向电压在必定规模内增大时，反向电流的巨细根本稳定，而与反向电压巨细无关，故称为反向饱和电流，一般小功率锗管的反向电流可达几十A，而小功率硅管的反向电流要小得多，一般在0.1A以下，当温度升高时，少量载流子数目添加，使反向电流增大，特性曲线下移，研讨标明，温度每升高100C，反向电流近似增大一倍。

　　当二极管的外加反向电压大于必定数值(反向击穿电压)时，反向电流忽然急剧添加称为二极管反向击穿。反向击穿电压一般在几十伏以上

　　二极管的特性除用伏安特性曲线标明外，参数相同能反映出二极管的电功能,器材的参数是正确挑选和运用器材的根据。各种器材的参数由厂家产品手册给出，因为制作工艺方面的原因，既使同一类型的管子，参数也存在必定的分散性，因而手册常给出某个参数的规模，半导体二极管的首要参数有以下几个

　　IDM指的是二极管长时间作业时，答应经过的最大的正向均匀电流。在运用时，若电流超越这个数值，将使PN结过热而把管子烧坏

　　VRM是指管子不被击穿所答应的最大反向电压。一般这个参数是二极管反向击穿电压的一半，若反向电压超越这个数值，管子将会有击穿的风险。

　　IRM是指二极管加反向电压VRM时的反向电流值，IRM越小二极管的单向导电性愈好。IRM受温度影响很大，运用时要加以留意。硅管的反向电流较小，一般在几微安以下，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。

　　二极管在外加高频沟通电压时，因为PN结的电容效应，单向导电效果退化。M指的是二极管单向导电效果开端显着退化的沟通信号的频率。