TIPL761A

    二極管的工作原理的理解，對(duì)于電子愛好者來說至關(guān)重要。它的重要結(jié)構(gòu)包括P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，二者之間形成一個(gè)PN結(jié)。在PN結(jié)中，由于兩種半導(dǎo)體的特性差異，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)會(huì)阻止電流的自由流動(dòng)。然而，當(dāng)在二極管兩端施加足夠大的正向電壓時(shí)，電場(chǎng)被克服，電流得以通過；而施加反向電壓時(shí)，電場(chǎng)加強(qiáng)，電流幾乎無法通過。這種特性使得二極管在電路中能夠起到限流、穩(wěn)壓的作用，保護(hù)其他元件免受電流過大的損害。隨著科技的不斷發(fā)展，二極管的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。從一開始的收音機(jī)、電視機(jī)等家電產(chǎn)品，到如今的計(jì)算機(jī)、手機(jī)等高科技產(chǎn)品，都離不開二極管的身影。同時(shí)，隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，二極管的性能也在不斷提升。例如，某些特殊類型的二極管具有更高的開關(guān)速度、更低的功耗、更好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，為電子設(shè)備的性能提升提供了有力支持。 二極管雖小，卻在電子世界里發(fā)揮著不可或缺的大作用。TIPL761A

    要理解二極管的工作原理，必須從二極管的結(jié)構(gòu)說起。晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(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關(guān)的反向飽和電流。IPB054N06N3二極管的工作溫度范圍對(duì)其性能和使用壽命有重要影響。

    開關(guān)二極管工作特性：開關(guān)二極管從截止（高阻狀態(tài)）到導(dǎo)通（低阻狀態(tài)）的時(shí)間叫開通時(shí)間；從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫反向恢復(fù)時(shí)間；兩個(gè)時(shí)間之和稱為開關(guān)時(shí)間。一般反向恢復(fù)時(shí)間大于開通時(shí)間，故在開關(guān)二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復(fù)時(shí)間。開關(guān)二極管的開關(guān)速度是相當(dāng)快的，像硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒，即使是鍺開關(guān)二極管，也不過幾百納秒。開關(guān)二極管具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。二極管就是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。由P區(qū)引出的電極稱為陽極，N區(qū)引出的電極稱為陰極。因?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦?，二極管導(dǎo)通時(shí)電流方向是由陽極通過管子內(nèi)部流向陰極。

    當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，即P區(qū)接正極，N區(qū)接負(fù)極，外部電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)方向相反。此時(shí)，PN結(jié)變窄，多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流，即正向電流。二極管導(dǎo)通，電阻很小，相當(dāng)于一根導(dǎo)線。反之，當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，PN結(jié)變寬，多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)被抑制，反向電流很小，二極管截止。這種特性使得二極管在電路中可以作為整流、檢波、穩(wěn)壓等應(yīng)用的關(guān)鍵元件。在現(xiàn)代電子電路中，二極管的應(yīng)用非常普遍。例如，在電源電路中，二極管可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；在信號(hào)處理電路中，二極管可以檢波或調(diào)制信號(hào)；在保護(hù)電路中，二極管可以防止電流反向流動(dòng)，保護(hù)其他電子元件不受損壞。在電路中，二極管常被用作整流器，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

    用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類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^管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（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。 當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，即正極接低電位，負(fù)極接高電位，二極管截止，電流很小。T2035H-600TRG

不同類型的二極管，如硅二極管和鍺二極管，具有不同的特性。TIPL761A

    二極管在電子電路的作用有：限幅：二極管正向?qū)ê?，其正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，二極管可以作為限幅元件，在電路中把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)，保護(hù)后續(xù)電路免受過大信號(hào)的損害。續(xù)流：在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中，二極管可以起到續(xù)流的作用，保證電路的穩(wěn)定工作。在感性負(fù)載中，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，由于電感的作用，電流不會(huì)立即消失，此時(shí)二極管可以提供一個(gè)通路，使得電流逐漸減小，防止電感產(chǎn)生過高的反電動(dòng)勢(shì)。檢波：在收音機(jī)中，二極管起到檢波的作用，將無線電信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)。檢波是收音機(jī)接收信號(hào)的重要步驟，使得人們可以聽到廣播內(nèi)容。TIPL761A