二極管主要應(yīng)用:變?nèi)蓦娐吩谧內(nèi)蓦娐分谐S米內(nèi)荻O管來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)頻率控制、調(diào)諧、調(diào)頻以及掃描振蕩等。[6]工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)過(guò)多年來(lái)科學(xué)家們不懈努力,半導(dǎo)體二極管發(fā)光的應(yīng)用已逐步得到推廣,發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的指示燈、光纖通信用光源、各種儀表的指示器以及照明。發(fā)光二極管的很多特性是普通發(fā)光器件所無(wú)法比擬的,主要具有特點(diǎn)有:安全、高效率、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)牢固。因此,發(fā)光二極管是一種符合綠色照明要求的光源。[6]發(fā)光二極管在很多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,下面介紹幾點(diǎn)其主要應(yīng)用:(1)電子用品中的應(yīng)用發(fā)光二極管在電子用品中一般用作屏背光源或作顯示、照明應(yīng)用。從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源。[6](2)汽車(chē)以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車(chē)以及大型機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。汽車(chē)以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車(chē)內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車(chē)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(chē)以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。在數(shù)字電路中,二極管常用作開(kāi)關(guān)元件,實(shí)現(xiàn)邏輯功能。STH12NA60FI
二極管的作用:整流器:二極管可用作整流器,將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電信號(hào)。通過(guò)只允許電流在一個(gè)方向上流動(dòng),二極管可以將交流信號(hào)的負(fù)半周截去,使電流只在正半周通過(guò),從而實(shí)現(xiàn)整流。信號(hào)檢測(cè):二極管可以用作信號(hào)檢測(cè)器。在無(wú)線(xiàn)電和通信系統(tǒng)中,二極管通過(guò)將電流只允許在一個(gè)方向上流動(dòng)來(lái)檢測(cè)和提取調(diào)制信號(hào)。電壓調(diào)節(jié)器:二極管可以用于電壓調(diào)節(jié)器電路,保護(hù)電路免受過(guò)高電壓的影響。例如,鍺二極管和硅二極管被用作穩(wěn)壓二極管,以提供穩(wěn)定的電壓輸出。電流保護(hù):二極管可以用于電流保護(hù)電路。在電路中,當(dāng)電流超過(guò)二極管的額定值時(shí),二極管會(huì)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),將多余的電流引流,從而保護(hù)其他電子元件免受損害。光電轉(zhuǎn)換:光二極管(光電二極管)可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)光照射到光二極管時(shí),產(chǎn)生的光電流可以用于感應(yīng)和測(cè)量光的強(qiáng)度、光電轉(zhuǎn)換等應(yīng)用。邏輯門(mén):二極管可以用于構(gòu)建數(shù)字邏輯門(mén)電路,如與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等。通過(guò)控制二極管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài),實(shí)現(xiàn)邏輯功能的實(shí)現(xiàn)。溫度測(cè)量:某些特殊類(lèi)型的二極管,如熱敏二極管,其電阻值隨溫度的變化而變化。這種特性可用于溫度測(cè)量和溫度補(bǔ)償應(yīng)用。以上是二極管的一些常見(jiàn)作用和應(yīng)用。 ACST4-8CFP在某些特殊應(yīng)用中,二極管還可以作為光電器件使用。
用來(lái)表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱(chēng)為二極管的參數(shù)。不同類(lèi)型的二極管有不同的特性參數(shù)。二極管主要參數(shù):是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí),允許通過(guò)的**正向平均電流值,其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過(guò)容許限度(硅管為141左右,鍺管為90左右)時(shí),就會(huì)使管芯過(guò)熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下,二極管使用中不要超過(guò)二極管**整流電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí),會(huì)將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極管反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。
整流、開(kāi)關(guān)二極管主要參數(shù):(7)結(jié)電容Cj(Capacitancebetweenterminals)PN結(jié)之間形成的寄生電容,該電容影響著工作頻率和反向恢復(fù)時(shí)間,越小越好。(8)**工作頻率fM由于PN結(jié)的結(jié)電容存在,當(dāng)工作頻率超過(guò)某一值時(shí),它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。?)正向恢復(fù)時(shí)間tfrtfr為二極管正向?qū)娏魉璧耐〝鄷r(shí)間,如下圖所示。當(dāng)一個(gè)快速上升的脈沖作用于二極管時(shí),由于載流子積累,它不會(huì)立即進(jìn)入導(dǎo)電狀態(tài)。在tfr期間,二極管即使在正向也表現(xiàn)出高電阻。換句話(huà)說(shuō),tfr是電流向二極管陰極端擴(kuò)散所需的時(shí)間。tfr定義為在規(guī)定的正向電流(IF)下,正向電壓達(dá)到峰值并下降到VF的110%所需的時(shí)間,不同廠商定義不一樣。(10)反向恢復(fù)時(shí)間trr(Reverserecoverytime)開(kāi)關(guān)二極管從導(dǎo)通狀態(tài)到完全關(guān)閉狀態(tài)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間,一般取IR最大值的25%或10%那個(gè)時(shí)間點(diǎn),不同廠商定義不一樣。一般關(guān)斷后電子不能瞬間停止,有一定量的反向電流流過(guò)。其漏電流越大損耗也越大。二極管阻斷反向電流之前需要首先釋放結(jié)電容存儲(chǔ)的電荷,所以這個(gè)放電過(guò)程就帶來(lái)了反向恢復(fù)時(shí)間。 二極管的正向電壓降是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一。
二極管主要應(yīng)用:電子電路應(yīng)用幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管。半導(dǎo)體二極管在電路中的使用能夠起到保護(hù)電路,延長(zhǎng)電路壽命等作用。半導(dǎo)體二極管的發(fā)展,使得集成電路更加優(yōu)化,在各個(gè)領(lǐng)域都起到了積極的作用。二極管在集成電路中的作用很多,維持著集成電路正常工作。下面簡(jiǎn)要介紹二極管在以下四種電路中的作用。[6](1)開(kāi)關(guān)電路在數(shù)字、集成電路中利用二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通或斷開(kāi),這一技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。開(kāi)關(guān)二極管可以很好的保護(hù)的電路,防止電路因?yàn)槎搪返葐?wèn)題而被燒壞,也可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)的功能。開(kāi)關(guān)二極管還有一個(gè)特性就是開(kāi)關(guān)的速度很快。這是傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)所無(wú)法比擬的。[6](2)限幅電路在電子電路中,常用限幅電路對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行處理。它是用來(lái)讓信號(hào)在預(yù)置的電平范圍內(nèi),有選擇地傳輸一部分信號(hào)。大多數(shù)二極管都可作為限幅使用,但有些時(shí)候需要用到**限幅二極管,如保護(hù)儀表時(shí)。[6](3)穩(wěn)壓電路在穩(wěn)壓電路中通常需要使用齊納二極管,它是一種利用特殊工藝制造的面結(jié)型硅把半導(dǎo)體二極管,這種特殊二極管雜質(zhì)濃度比較高,空間電荷區(qū)內(nèi)的電荷密度大,容易形成強(qiáng)電場(chǎng)。當(dāng)齊納二極管兩端反向電壓加到某一值,反向電流急增,產(chǎn)生反向擊穿。 二極管的工作溫度范圍對(duì)其性能和使用壽命有重要影響。STW23NM60N
二極管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,因此廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。STH12NA60FI
二極管*常見(jiàn)的功能是允許電流沿一個(gè)方向(稱(chēng)為二極管的正向)通過(guò),而沿相反的方向(反向)阻止電流通過(guò)。這樣,二極管可以被視為止回閥的電子版本。這種單向行為稱(chēng)為整流,用于將交流電(ac)轉(zhuǎn)換為直流電(dc)。整流器、二極管的形式可用于諸如從無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)中的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)提取調(diào)制之類(lèi)的任務(wù)。但是,由于二極管具有非線(xiàn)性電流-電壓特性,因此其行為可能比這種簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為復(fù)雜。*當(dāng)在正向方向上存在一定的閾值電壓或切入電壓時(shí)(該二極管被稱(chēng)為正向偏置的狀態(tài)),半導(dǎo)體二極管才開(kāi)始導(dǎo)電。正向偏置二極管兩端的電壓降*隨電流變化很小,并且是溫度的函數(shù)。此效果可用作溫度傳感器或參考電壓。此外,當(dāng)二極管兩端的反向電壓達(dá)到稱(chēng)為擊穿電壓的值時(shí),二極管對(duì)反向流動(dòng)的高電阻突然降至低電阻??梢酝ㄟ^(guò)選擇半導(dǎo)體材料和制造過(guò)程中引入材料中的摻雜雜質(zhì)來(lái)定制半導(dǎo)體二極管的電流-電壓特性。這些技術(shù)用于創(chuàng)建執(zhí)行許多不同功能的**二極管。例如,二極管用于調(diào)節(jié)電壓(齊納二極管),保護(hù)電路免受高壓浪涌(雪崩二極管)的影響,對(duì)收音機(jī)和電視接收機(jī)進(jìn)行電子調(diào)諧(變?nèi)荻O管),以產(chǎn)生射頻振蕩(隧道二極管)、耿氏二極管、IMPATT二極管,并產(chǎn)生光(發(fā)光二極管)。 STH12NA60FI