二極管普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(guò)(稱(chēng)為順向偏壓),反向時(shí)阻斷(稱(chēng)為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。然而實(shí)際上二極管并不會(huì)表現(xiàn)出如此完美的開(kāi)與關(guān)的方向性,而是較為復(fù)雜的非線(xiàn)性電子特征——這是由特定類(lèi)型的二極管技術(shù)決定的。二極管使用上除了用做開(kāi)關(guān)的方式之外還有很多其他的功能。早期的二極管包含“貓須晶體("Cat'sWhisker"Crystals)”以及真空管(英國(guó)稱(chēng)為“熱游離閥(ThermionicValves)”)?,F(xiàn)今普遍的二極管大多是使用半導(dǎo)體材料如硅或鍺。1、正向性外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱(chēng)為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱(chēng)為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱(chēng)為二極管的正向電壓。2、反向性外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí),通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱(chēng)為反向飽和電流或漏電流。觸發(fā)二極管又稱(chēng)雙向觸發(fā)二極管(DIAC)屬三層結(jié)構(gòu),具有對(duì)稱(chēng)性的二端半導(dǎo)體器件。安徽進(jìn)口二極管代理商
整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高,反向漏電流小,高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時(shí)容易反向擊穿)。這種器件的結(jié)面積較大,能通過(guò)較大電流(可達(dá)上千安),但工作頻率不高,一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路,如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。常用二極管的符號(hào)二極管結(jié)構(gòu)整流二極管選用編輯1N4001外形尺寸整流二極管,圖上有銀色圈一端是負(fù)極整流二極管一般為平面型硅二極管,用于各種電源整流電路中。選用整流二極管時(shí),主要應(yīng)考慮其大整流電流、大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。普通串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路中使用的整流二極管,對(duì)截止頻率的反向恢復(fù)時(shí)間要求不高,只要根據(jù)電路的要求選擇大整流電流和大反向工作電流符合要求的整流二極管即可。例如,1N系列、2CZ系列、RLR系列等。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的整流電路及脈沖整流電路中使用的整流二極管,應(yīng)選用工作頻率較高、反向恢復(fù)時(shí)間較短的整流二極管(例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等)或選擇快恢復(fù)二極管。還有一種肖特基整流二極管。整流二極管特性編輯整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?。?yōu)勢(shì)二極管值得推薦和普通二極管相似,發(fā)光二極管也是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成。
所以它在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓很大的反向電動(dòng)勢(shì),會(huì)擊穿繼電器的驅(qū)動(dòng)三極管,為此要在繼電器驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置二極管保護(hù)電路,以保護(hù)繼電器驅(qū)動(dòng)管。如圖9-53所示是繼電器驅(qū)動(dòng)電路中的二極管保護(hù)電路,電路中的J1是繼電器,VD1是驅(qū)動(dòng)管VT1的保護(hù)二極管,R1和C1構(gòu)成繼電器內(nèi)部開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的消火花電路。1.電路工作原理分析繼電器內(nèi)部有一組線(xiàn)圈,如圖9-54所示是等效電路,在繼電器斷電前,流過(guò)繼電器線(xiàn)圈L1的電流方向?yàn)閺纳隙拢跀嚯姾缶€(xiàn)圈產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)阻礙這一電流變化,即產(chǎn)生一個(gè)從上而過(guò)的電流,見(jiàn)圖中虛線(xiàn)所示。根據(jù)前面介紹的線(xiàn)圈兩端反向電動(dòng)勢(shì)判別方法可知,反向電動(dòng)勢(shì)在線(xiàn)圈L1上的極性為下正上負(fù),見(jiàn)圖中所示。如表9-44所示是這一電路中保護(hù)二極管工作原理說(shuō)明。表9-44保護(hù)二極管工作原理說(shuō)明2.故障檢測(cè)方法和電路故障分析對(duì)于這一電路中的保護(hù)二極管不能采用測(cè)量二極管兩端直流電壓降的方法來(lái)判斷檢測(cè)故障,也不能采用在路測(cè)量二極管正向和反向電阻的方法,因?yàn)檫@一二極管兩端并聯(lián)著繼電器線(xiàn)圈,這圈的直流電阻很小,所以無(wú)法通過(guò)測(cè)量電壓降的方法來(lái)判斷二極管質(zhì)量。應(yīng)該采用代替檢查的方法。當(dāng)保護(hù)二極管開(kāi)路時(shí),對(duì)繼電器電路工作狀態(tài)沒(méi)有大的影響。
所以依據(jù)這一點(diǎn)可以確定這一電路是為了穩(wěn)定電路中A點(diǎn)的直流工作電壓。3)電路中有多只元器件時(shí),一定要設(shè)法搞清楚實(shí)現(xiàn)電路功能的主要元器件,然后圍繞它進(jìn)行展開(kāi)分析。分析中運(yùn)用該元器件主要特性,進(jìn)行合理解釋。二極管溫度補(bǔ)償電路及故障處理眾所周知,PN結(jié)導(dǎo)通后有一個(gè)約為(指硅材料PN結(jié))的壓降,同時(shí)PN結(jié)還有一個(gè)與溫度相關(guān)的特性:PN結(jié)導(dǎo)通后的壓降基本不變,但不是不變,PN結(jié)兩端的壓降隨溫度升高而略有下降,溫度愈高其下降的量愈多,當(dāng)然PN結(jié)兩端電壓下降量的值對(duì)于,利用這一特性可以構(gòu)成溫度補(bǔ)償電路。如圖9-42所示是利用二極管溫度特性構(gòu)成的溫度補(bǔ)償電路。圖9-42二極管溫度補(bǔ)償電路對(duì)于初學(xué)者來(lái)講,看不懂電路中VT1等元器件構(gòu)成的是一種放大器,這對(duì)分析這一電路工作原理不利。在電路分析中,熟悉VT1等元器件所構(gòu)成的單元電路功能,對(duì)分析VD1工作原理有著積極意義。了解了單元電路的功能,一切電路分析就可以圍繞它進(jìn)行展開(kāi),做到有的放矢、事半功倍。1.需要了解的深層次電路工作原理分析這一電路工作原理需要了解下列兩個(gè)深層次的電路原理。1)VT1等構(gòu)成一種放大器電路,對(duì)于放大器而言要求它的工作穩(wěn)定性好。因此,二極管的導(dǎo)通和截止,則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi) 。
由于LC并聯(lián)諧振電路中的電容不同,一種情況只有C1,另一種情況是C1與C2并聯(lián),在電容量不同的情況下LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率不同。所以,VD1在電路中的真正作用是控制LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。關(guān)于二極管電子開(kāi)關(guān)電路分析細(xì)節(jié)說(shuō)明下列二點(diǎn):1)當(dāng)電路中有開(kāi)關(guān)件時(shí),電路的分析就以該開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)兩種情況為例,分別進(jìn)行電路工作狀態(tài)的分析。所以,電路中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)件時(shí)能為電路分析提供思路。2)LC并聯(lián)諧振電路中的信號(hào)通過(guò)C2加到VD1正極上,但是由于諧振電路中的信號(hào)幅度比較小,所以加到VD1正極上的正半周信號(hào)幅度很小,不會(huì)使VD1導(dǎo)通。3.故障檢測(cè)方法和電路故障分析如圖9-47所示是檢測(cè)電路中開(kāi)關(guān)二極管時(shí)接線(xiàn)示意圖,在開(kāi)關(guān)接通時(shí)測(cè)量二極管VD1兩端直流電壓降,應(yīng)該為,如果遠(yuǎn)小于這個(gè)電壓值說(shuō)明VD1短路,如果遠(yuǎn)大小于這個(gè)電壓值說(shuō)明VD1開(kāi)路。另外,如果沒(méi)有明顯發(fā)現(xiàn)VD1出現(xiàn)短路或開(kāi)路故障時(shí),可以用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量它的正向電阻,要很小,否則正向電阻大也不好。圖9-47檢測(cè)電路中開(kāi)關(guān)二極管時(shí)接線(xiàn)示意圖如果這一電路中開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)路或短路,都不能進(jìn)行振蕩頻率的調(diào)整。開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)路時(shí),電容C2不能接入電路,此時(shí)振蕩頻率升高;開(kāi)關(guān)二極管短路時(shí)。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開(kāi)關(guān)。安徽進(jìn)口二極管代理商
利用二極管的開(kāi)關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路。安徽進(jìn)口二極管代理商
正向?qū)щ姡聪虿粚?dǎo)電)晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié),在其界面處兩側(cè)形成了空間電荷層,并且建有自建電場(chǎng),當(dāng)不存在外加電壓時(shí),因?yàn)閜-n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)產(chǎn)生正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)與自建電場(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(也就是導(dǎo)電的原因)。當(dāng)產(chǎn)生反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)與自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍中與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流I0(這也就是不導(dǎo)電的原因)。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),p-n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(chēng)為二極管的擊穿現(xiàn)象。二極管原理反向擊穿編輯反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢(shì)壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時(shí),破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對(duì),致使電流急劇增大,這種擊穿稱(chēng)為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢(shì)壘區(qū)寬度較寬,不容易產(chǎn)生齊納擊穿。雪崩擊穿另一種擊穿為雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí)。安徽進(jìn)口二極管代理商
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