半導體的世界——二極管

經過前面三章的學習,我們終於進入了半導體的世界,雖然進步很小,但是你們卻真正的付出了行動,為你們喝彩,加油!!!

在水的世界裡,有單向閥,水流進去就流不出來了。而電子的世界裡也有一個單向閥,它就是--二極管。一個由硅或鍺構成的神秘器件,它能讓電流只能從它的陽極(A)流進,陰極(K)流出。二極管在電路中使用字母D表示,二極管的一般應用我們只需考慮反向耐壓、正向電流、壓降、反向關斷時間這四個關鍵參數即可。

常見二極管

普通二極管--因其反向恢復時間長,壓降為1V左右,一般應用於低頻電路,常用於小電流交流整流,或者感性負載關斷保護以及限幅電路,常用系列是1n400X系列,大電流交流整流一般使用集成的橋式整流橋

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普通二極管

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普通二極管電路符號

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整流橋

半導體的世界——二極管

整流橋符號

快恢復二極管--快恢復二極管反向關斷時間一般為(500nS~20nS),壓降為1V左右,常用系列是RF系列,US系列以及HER系列以及開關二極管1n4148。一般應用於高頻整流(比如開關變壓器整流),或者加速開關管關斷(開關二極管名字的由來),只要關斷時間夠小,都可以用來做開關二極管,電路符號和普通二極管符號一樣。

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快恢復二極管

半導體的世界——二極管

1n4148

肖特基二極管--因其恢復時間非常小(5nS左右)以及正向壓降只有0.5V左右,使其成為二極管中的佼佼者。但有所長必有所短,其反向耐壓較低,一般應用於200V以下的電路中,因其壓降小,所以常用於高效率低電壓輸出的場合,電路符號和普通二極管一樣

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肖特基二極管

穩壓二極管--工作在反向擊穿區,所以和普通二極管接法是相反的,未達到反向擊穿電壓(穩壓值)時完全不導通,達到反向擊電壓後即完全導通。常用於穩壓電路中,構成各類過壓、欠壓電路

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穩壓二極管

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半導體的世界——二極管

常用穩壓二極管型號和穩壓值

TVZ二極管--又稱為瞬態抑制二極管,工作原理和穩壓二極管一樣,唯一不同的是它可以承受瞬間大電流(幾百上千安培)而不損壞。從名字就可以知道是用來抑制瞬間大電壓的,如圖所示,Vin端正常輸入時,其電壓基本不變,保持在TVZ二極管擊穿電壓之下,電路正常工作,但Vin出問題時(比如雷擊),其瞬態電壓可能很高,此時TVZ二極管工作,保護後續電路

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瞬態抑制二極管基本電路

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瞬態抑制二極管

雙向觸發二極管--如果你仔細觀察這種二極管,你會發現它和普通二極管不一樣,它沒有陰極標識,其實它和穩壓二極管差不多,只是穩壓二極管是單向穩壓,而它是雙向穩壓罷了。也就是說不管你怎麼接,它在兩端電壓達到反向擊穿電壓是都會導通,常見於可控硅調壓電路中

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雙向觸發二極管

半導體的世界——二極管

電路符號

發光二極管--我們都知道,電是看不見的。而如果要表示電路的工作狀態,我們就需要一些手段去反饋給我們能直觀感受的東西,聲、光這是兩種最容易觀察的狀態。所以發光二極管就誕生了,它用以指示電路的某些狀態。當然,既然能發出光,自然還能用來做照明,這一類用來照明的發光二極管稱為LED,這裡我們不去討論它。光還可以傳遞信號,因為我們周邊遍佈可見光,而用可見光轉遞信號必然會造成信號失真。所以一類特殊的二極管就發明了,它們就是紅外發射和接收二極管

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指示用發光二極管

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發光二極管符號

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紅外發射和接收二極管

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上為發射管符號,下為接收管符號

雙二極管--由兩個二級管封裝在一個外殼下的二極管,從上面的學習中我們知道,二極管是有正向壓降的,而兩個二極管並聯可以得到一個更小的電壓降,不用小看這個電壓降哦,它和二極管的功耗(相同的散熱下,功耗越高溫度越高)有著密切的關係,假如某二極管壓降1V,流過它的電流為1A,功耗P = V*I = 1*1 = 1W,如果我們使用兩個1V壓降的二極管並聯可以得到0.5V的壓降,功耗僅為0.5W

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雙二極管

半導體的世界——二極管

電路符號

既然並聯可以得到較小的壓降,那直接用兩個二極管並聯就好了嘛,幹嘛還製造雙二極管?我想讀者們心裡肯定有這個疑問。其實這樣做的原因有兩個:

1.更小的尺寸

2.儘可能保持兩個二極管的差異性

第一條我想你們肯定能理解,更小的尺寸就可以做更便攜的設備了,就像手機一樣,電路板密度越來越高。而第二條是因為,如果使用兩個二極管,因為二極管的差異性,其壓降是不一樣的,壓降高的那個二極管的功耗必然會更大(溫度會更高),溫度更高了其壓降就會更高,這樣就會造成溫度一直升高,最後功耗全落在溫度高的二極管上造成燒燬二極管;而雙二極管就不一樣了,它們是裝在同一個外殼的,溫度會相互影響,所以它們的壓降會較平衡

注意!二極管封裝(外形尺寸)眾多,不能從單從外觀分辨是那種二極管,只能通過數據手冊查看,如在電路板上的只能通過電路反推或者絲印查看

二極管的單向導電性

如下圖1,在Vin有輸出時向電容充電,因為二極管的單向導電性,而充進電容的電在Vin無輸出時不能流回Vin這一邊,所以電容可以把這些能量儲存起來供給後續電路。圖2是去掉二極管的情況,因為不再有二極管限制電流方向,所以衝到電容裡面的電會在Vin無輸出時流回Vin端,而後續電路降將在Vin無輸出時無法獲取能量而不工作,這是二極管最重要的特性

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圖1有二極管

半導體的世界——二極管

圖2無二極管

二極管就先見到這裡了,喜歡就關注評論我吧,謝謝大家的支持!!!


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