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浅谈半导体二极管基础知识
发布时间:2017-08-22    阅览次数:1407 次  
     半导体二极管
 
    半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)。它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。
 
    性能
 
    半导体二极管
 
    二极管的伏安特性阳极:由P区引出的电极为阳极。
 
    阴极:由N区引出的电极为阴极。
 
    点接触型二极管,通过的电流小,结电容小,适用于高频电路和开关电路。
 
    面接触型二极管,结面积大,电流大,结电容大,适用于低频整流电路。
 
    平面型二极管,结面积较大时可以通过较大电流,适用于大功率整流,结面积较小时,可作为数字电路中的开关管。
 
    开启电压Uon:使二极管开始导通的临界电压称为开启电压Uon。
 
    反向电流:当二极管所加反向电压的数值足够大时,产生反向电流为IS。
 
    在环境温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,反向特性曲线下。如图所示。
 
    温度每升高1°C,正向压降减小2~2。5mV;温度每升高10°C,反向电流约增大一倍。
 
    结论:二极管对温度很敏感。
 
    分类特征
 
    按材料分有锗、硅或砷化镓;按结构分有点接触、pn结、pin、肖特基势垒、异质结;按原理分有隧道、变容、雪崩和阶跃恢复等。主要用于检波、混频、参量放大、开关、稳压、整流等。光通信发展后,出现发光、光电、雪崩光电、pin光电、半导体激光等二极管。
 
    主要参数
 
    二极管
 
    最大整流电流IF:指二极管长期工作,允许通过的最大直流电流。
 
    最高反向工作电压UR:指二极管正常使用允许加的最高反向电压。
 
    稳压管:稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。当稳压管外加反向电压的数值大到一定程度时则击穿。
 
    稳压管
 
    稳定电压UZ:UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。
 
    稳定电流IZ:IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。只要不超过稳压管的额定功率,电流愈大,稳压效果愈好。
 
    额定功耗PZM:PZM等于稳压管的稳定电压UZ与最大稳定电流IZM的乘积。稳压管超过此值时,会因结温升高而损坏。
 
    动态电阻rZ:rZ为稳压管工作在稳压区时,稳压管电压的变化量与电流变化量之比,即。rZ愈小,电流变化时UZ的变化愈小,稳压性能愈好。
 
    温度系数:表示温度每变化1°C稳压值的变化量,即=。
 
    限流电阻:稳压管电路中必须串联一个电阻来限制电流,从而保证稳压管正常工作,故称这个电阻为限流电阻。
 
    其它类型
 
 
 
    发光二极管具有单向导电性。只有当外加的正向电压使得正向电流足够大时才发光,正向电流愈大,发光愈强。
 
    光电二极管
 
    光电二极管是远红外线接收管,是一种光能与电能进行转换的器件。
 
    光电二极管的工作原理:它是利用PN结外加反向电压时,在光线照射下,改变反向电流和反向电阻,当没有光照射时,反向电流很小,反向电阻很大;当有光照射时,反向电阻减小,反向电流加大。
 
    暗电流:光电二极管在无光照射时的反向电流称为暗电流。
 
    明电流:有光照射时的电流称为明电流。
 
    识别方法
 
    a、目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极。在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极。
 
    b、用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极。当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极。
 
    c、测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
 
    变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
 
    参数符号
 
    半导体二极管参数符号解释
 
    CT——-势垒电容
 
    Cj——-结(极间)电容,表示在二极管两端加规定偏压下,锗检波二极管的总电容
 
    Cjv——-偏压结电容
 
    Co——-零偏压电容
 
    Cjo——-零偏压结电容
 
    Cjo/Cjn——-结电容变化
 
    Cs——-管壳电容或封装电容
 
    Ct——-总电容
 
    CTV——-电压温度系数。在测试电流下,稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比
 
    CTC——-电容温度系数
 
    Cvn——-标称电容
 
    IF——-正向直流电流(正向测试电流)。锗检波二极管在规定的正向电压VF下,通过极间的电流;硅整流管、硅堆在规定的使用条件下,在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流(平均值),硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流;测稳压二极管正向电参数时给定的电流
 
    IF(AV)——-正向平均电流
 
    IFM(IM)——-正向峰值电流(正向最大电流)。在额定功率下,允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。
 
    IH——-恒定电流、维持电流。
 
    Ii——-发光二极管起辉电流
 
    IFRM——-正向重复峰值电流
 
    IFSM——-正向不重复峰值电流(浪涌电流)
 
    Io——-整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流
 
    IF(ov)——-正向过载电流
 
    IL——-光电流或稳流二极管极限电流
 
    ID——-暗电流
 
    IB2——-单结晶体管中的基极调制电流
 
    IEM——-发射极峰值电流
 
    IEB10——-双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流
 
    IEB20——-双基极单结晶体管中发射极向电流
 
    ICM——-最大输出平均电流
 
    IFMP——-正向脉冲电流
 
    IP——-峰点电流
 
    IV——-谷点电流
 
    IGT——-晶闸管控制极触发电流
 
    IGD——-晶闸管控制极不触发电流
 
    IGFM——-控制极正向峰值电流
 
    IR(AV)——-反向平均电流
 
    IR(In)——-反向直流电流(反向漏电流)。在测反向特性时,给定的反向电流;硅堆在正弦半波电阻性负载电路中,加反向电压规定值时,所通过的电流;硅开关二极管两端加反向工作电压VR时所通过的电流;稳压二极管在反向电压下,产生的漏电流;整流管在正弦半波最高反向工作电压下的漏电流。
 
    IRM——-反向峰值电流
 
    IRR——-晶闸管反向重复平均电流
 
    IDR——-晶闸管断态平均重复电流
 
    IRRM——-反向重复峰值电流
 
    IRSM——-反向不重复峰值电流(反向浪涌电流)
 
    Irp——-反向恢复电流
 
    Iz——-稳定电压电流(反向测试电流)。测试反向电参数时,给定的反向电流
 
    Izk——-稳压管膝点电流
 
    IOM——-最大正向(整流)电流。在规定条件下,能承受的正向最大瞬时电流;在电阻性负荷的正弦半波整流电路中允许连续通过锗检波二极管的最大工作电流
 
    IZSM——-稳压二极管浪涌电流
 
    IZM——-最大稳压电流。在最大耗散功率下稳压二极管允许通过的电流
 
    iF——-正向总瞬时电流
 
    iR——-反向总瞬时电流
 
    ir——-反向恢复电流
 
    Iop——-工作电流
 
    Is——-稳流二极管稳定电流
 
    f——-频率
 
    n——-电容变化指数;电容比
 
    Q——-优值(品质因素)
 
    δvz——-稳压管电压漂移
 
    di/dt——-通态电流临界上升率
 
    dv/dt——-通态电压临界上升率
 
    PB——-承受脉冲烧毁功率
 
    PFT(AV)——-正向导通平均耗散功率
 
    PFTM——-正向峰值耗散功率
 
    PFT——-正向导通总瞬时耗散功率
 
    Pd——-耗散功率
 
    PG——-门极平均功率
 
    PGM——-门极峰值功率
 
    PC——-控制极平均功率或集电极耗散功率

沈君梅

Wade