本文主要是关于二极管的相关介绍,并论述了正确运用二极管的导通压降办法事例。
二极管
二极管,(英语:Diode),电子元件傍边,一种具有两个电极的设备,只允许电流由单一方向流过,许多的运用是运用其整流的功用。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具有的电流方向性咱们一般称之为“整流(Rectifying)”功用。二极管最遍及的功用便是只允许电流由单一方向经过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因而,二极管能够想成电子版的逆止阀。前期的真空电子二极管;它是一种能够单向传导电流的电子器材。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器材依照外加电压的方向,具有单向电流的传导性。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结构成的p-n结界面。在其界面的两头构成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,因为p-n 结两头载流子的浓度差引起分散电流和由自建电场引起的漂移电流持平而处于电平衡状况,这也是常态下的二极管特性。前期的二极管包括“猫须晶体(“Cat‘s Whisker” Crystals)”以及真空管(英国称为“热游离阀(Thermionic Valves)”)。如今最遍及的二极管大多是运用半导体资料如硅或锗。
特性
正向性
外加正向电压时,在正向特性的开端部分,正向电压很小,不足以战胜PN结内电场的阻挠效果,正向电流简直为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压今后,PN结内电场被战胜,二极管正导游通,电流随电压增大而敏捷上升。在正常运用的电流规模内,导通时二极管的端电压简直保持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两头的正向电压超越必定数值 ,内电场很快被削弱,特性电流敏捷增长,二极管正导游通。 叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。硅二极管的正导游通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正导游通压降约为0.2~0.3V。
反向性
外加反向电压不超越必定规模时,经过二极管的电流是少量载流子漂移运动所构成反向电流。因为反向电流很小,二极管处于截止状况。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激起,少量载流子数目添加,反向饱和电流也随之添加。
击穿
外加反向电压超越某一数值时,反向电流会忽然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失掉单导游电性。假如二极管没有因电击穿而引起过热,则单导游电性不必定会被永久损坏,在撤消外加电压后,其功能仍可康复,不然二极管就损坏了。因而运用时应避免二极管外加的反向电压过高。
二极管是一种具有单导游电的二端器材,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管因为灯丝的热损耗,功率比晶体二极管低,所以现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单导游电特性,简直在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的效果,它是诞生最早的半导体器材之一,其运用也十分广泛。
二极管的管压降:硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V,锗管正向管压降为0.3V,发光二极管正向管压降会随不同发光色彩而不同。主要有三种色彩,详细压降参考值如下:赤色发光二极管的压降为2.0–2.2V,黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V,绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V,正常发光时的额定电流约为20mA。
二极管的电压与电流不是线性联系,所以在将不同的二极管并联的时分要接相适应的电阻。
特性曲线
与PN结相同,二极管具有单导游电性。硅二极管典型伏安
特性曲线(图)。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超越0.6V时,电流开端按指数规则增大,一般称此为二极管的敞开电压;当电压到达约0.7V时,二极管处于彻底导通状况,一般称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表明。
关于锗二极管,敞开电压为0.2V,导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压,当电压值较小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超越某个值时,电流开端急剧增大,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表明。不同类型的二极管的击穿电压UBR值不同很大,从几十伏到几千伏。
反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种状况。在高掺杂浓度的状况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,损坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键捆绑,发生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。假如掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不简单发生齐纳击穿。
雪崩击穿
另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压添加到较大数值时,外加电场使电子漂移速度加快,然后与共价键中的价电子相碰撞,把价电子撞出共价键,发生新的电子-空穴对。新发生的电子-空穴被电场加快后又撞出其它价电子,载流子雪崩式地添加,致使电流急剧添加,这种击穿称为雪崩击穿。不管哪种击穿,若对其电流不加约束,都或许形成PN结永久性损坏。
什么是二极管的正导游通压降
极管在正导游通的时分,流过电流的时分会发生压降。
一般状况下,这个压降和正向电流以及温度有关。一般硅二极管,电流越大,压降越大。温度越高,压降越小。
可是碳化硅二极管却是温度越高,压降越大。
怎么正确运用二极管的导通压降
二极管电子电路中最根底的元器材之一。作为最常见的元器材之一,二极管的根本功能参数咱们都很了解,但也有一些很重要的参数很简单被咱们忽视,它们究竟是什么参数呢?
1、二极管导通电压 二极管最大特性是具有单导游通性,因而被广泛运用于整流电路、开关电路、维护电路等场合。所谓单导游电性,是指在二极管PN结两头接入反向电压时,二极管截止;在PN结两头接必定值的正向电压时,二极管才干导通。这个必定值的正向电压,便是二极管的正导游通压降。大学学习经常把二极管导通压降认定为0.7V,但实际上,二极管的正导游通压降并不是固定不变,而是和二极管流过的电流、环境温度有关,它们的联系如下:i=IS(equ/kt-1) 其间,IS是二极管的反向饱和电流,q是电子电量,k是玻尔兹曼常数,T是热力学温度。在二极管的datasheet中也能够看到正向电压的曲线图
当温度必守时,流过二极管的电流越大,导通电压越大。将1N4148接在电源输出端做防反接,当流过0~100mA电流时,1N4148输出端电压纹波达600mV,导致体系作业不正常。 因为二极管的导通压降和流过的电流成正比,减小电流的跳动规模,就能够减小导通压降的改变起伏。在二极管输出端参加10mA的稳定负载,当流过1N4148的电流从10mA至100mA时,输出电压纹波降到了260mV。
2、二极管结电容 二极管结电容也是简单被人忽视的重要参数。在低频电路中,结电容的影响能够忽略不计。但在高频电路中,结电容过大甚至能形成电路作业不正常。 以ESD维护二极管为例。为了避免外部静电损坏内部电路,在高速通讯接口处一般都会加上ESD维护器材。ESD自身存在数十皮法的结电容,因为高速信号驱动才能有限,结电容越大,总线频率越高,信号上升时间就越大,终究或许形成总线通讯失利。因而将二极管运用在高速信号上时,尽量挑选结电容小的类型。 假如二极管类型现已确认无法修正,而又要下降结电容时该怎么办呢? 从下表看到,二极管结电容和其接受的反向电压呈反比,反向电压越大,结电容越小。因而能够经过增大二极管接受的反向电压来下降二极管的结电容。
发光二极管的导通压降和电流
1. 直插超亮发光二极管压降
主要有三种色彩,可是三种发光二极管的压降都不相同,详细压降参考值如下:
赤色发光二极管的压降为2.0–2.2V
黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V
绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V
正常发光时的额定电流约为20mA。
2.贴片LED压降
赤色的压降为1.82-1.88V,电流5-8mA
绿色的压降为1.75-1.82V,电流3-5mA
橙色的压降为1.7-1.8V,电流3-5mA
兰色的压降为3.1-3.3V,电流8-10mA
白色的压降为3-3.2V,电流10-15mA.
超亮发光二极管主要有三种色彩,可是三种发光二极管的压降都不相同,详细压降参考值如下:
赤色发光二极管的压降为2.0–2.2V
黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V
绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V
正常发光时的额定电流约为20mA。
赤色1.5-1.8v,
绿色1.6-2.0v
黄色1.6-2.0v
兰色2.2v
白色3.2-3.6v
赤色LED是1.6V,
黄色约1.7V,
绿色约1.8V,
蓝色白色紫色都是3V到3.2V,
悉数选用恒流驱动,
其间直径3毫米的红绿黄5毫安,
白蓝紫10毫安,
直径5毫米的翻倍。
其间白色的有大功率的1W2W3W都有,可是要加散热片。
锂电池的最低作业电压是3.6V,充溢为4.2V,
铅电池单个2V,极限充电电压2.3V,最低放电电压1.7V,
镍镉、镍氢电池单电压1.2V,停止放电电压1V,极限充电电压1.42V。
一次性锂电池3V电压。
太阳能电池单体电压0.8V左右,电流依据面积和资料决议。
结语
关于二极管的相关介绍就到这了,期望经过本文能让你对二极管有更全面的知道。