二极管的工作原理是什么?
二极管有两个端子:阳极和阴极,电流只能向单个方向流动。换句话说,电流可以从阳极流向阴极,而不是从阴极流向阳极。二极管单向特性的应用通常称为整流功能,可将交流电转化为脉动直流电。例如,无线电接收器对无线电信号的调制是通过整流完成的。
半导体二极管被发现后,半导体二极管已成为世界上第一个半导体器件。今天的二极管大多是由硅制成的,有时使用锗和其他半导体材料。最常见的结构是通过半导体结芯片PN连接到两个电终端。
由于其顺向流通反向阻断的特点,二极管可以想象成电子版的逆止阀。然而,事实上,二极管不会表现出如此完美的开关,而是表现出更复杂的非线性电子特性——这是由特定类型的二极管技术决定的。一般来说,二极管只有在正向超过障壁电压时才能工作(这种状态称为正向偏置)。正偏置二极管两端的电压降变化只与电流和温度函数有关。因此,该特性可用于温度传感器或参考电压。
根据选择不同的半导体材料和掺杂不同杂质的杂质,可以改变半导体二极管的非线性电流电压特性。特性变化后的二极管除了用作开关外,还有许多其他功能,如调节电压(齐纳二极管)、限制高电压以保护电路(雪崩二极管)、无线电调节(可变二极管)、射频振荡(隧道二极管、耿二极管、IMPATT二极管)和产生光(发光二极管)。
在半导体二极管中,有两种半导体接合面:P型和N型PN结效应,也有利用金属与半导体接合产生的肖特基效应达到整流作用的类型。若是PNP型侧结型二极管为阳极,N型侧为阴极。
二极管的符号如下所示。箭头指向常规电流常规电流的方向。这意味着阳极连接到 p 侧面,阴极连接 n 侧。
**齐纳二极管(稳压二极管):**利用在pn由反向电压引起的雪崩击穿产生稳定电压的二极管。
**PN结二极管:**它是一种二极管,将p型半导体与n型半导体结合在一起。使用硅或锗作为材料。当用于整流时,它被设计成通过相对较大的电流。此外,当用于小信号时,电流变小,并设计成在开关之间高速切换。
**江崎二极管( 隧道二极管:**江崎二极管具有利用隧道效应的负阻抗区。主要用于微波波源。
**变容二极管:**在pn在反向电压下,在端口之间施加电容变化的二极管。容量根据空缺层的扩大而变化。主要用于收音机等电子调谐电路。
**肖特基二极管:**肖特基势垒的二极管是利用金属与半导体接触产生的。上升电压低,因为一边的端口是金属,所以可以高速开关。
**光电二极管:**光电二极管是将光信号转换为电信号的半导体装置。PN像其他类型的光探测器一样,结型光电二极管在光敏电阻和感光耦合元件中(Charge-coupled Device, CCD)广泛应用于光电倍增管等设备。
**PIN二极管:**为了减少电容,有一个半导体结构,介于p型半导体和n型半导体之间。可以高速开关。
**激光二极管:**激光二极管具有体积小、重量轻、功耗低、驱动电路简单、调制方便、耐机械冲击、抗振动等优点,但对过电流、过电压、静电干扰非常敏感。因此,在使用时,应特别注意不要使其工作参数超过其最大允许值。
**雪崩二极管:**利用在pn带负阻抗区域的二极管被反向电压击穿。主要用于微波波源。
**发光二极管:**发光二极管简称LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)化合物制成,广泛应用于照明领域,作为电路和仪器的指示灯。
原文链接:http://www.sumzi.com/new201509/news_info.aspx?id=9909