整流二极管的根本构造是 PN 结 ( P 型半导体和 N 型半导体联系后 , 在两者的联系而构成一个很薄的空间电荷区,这就是PN结)。在 PN 结的空间电荷内 ,电子元件势能发生了变化 ,电子要从 N 区到 P 区有必要越过一个能量高坡 ( 通常称为势垒) ,因而又把空间电荷区称为势垒区 。当PN结加正向电压时,势垒降低,呈现低电阻,具有较大的正向分散电流,称该状况为正导游通状况。当PN结加反向电压时,势垒增加,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流 ,称该状况为反向阻断状况 ,此刻 PN 结处于反向偏置状况。
整流二极管是由硅半导体材料制成的,采用面接触型二极管结构,如图一所示。由于采用面接触结构,硅整流二极管的特点是工作频率低、允许的工作温度高,允许通过的正向电流大,反向击穿电压高。整流二极管在电路中的主要作用是将交流电变成直流电,以适应各种电子设备。
整流二管具有明显的单向导电性。整流二管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二管的击穿电压高,反向漏电流小,高温性能良好。通常高压大功率整流二管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿)。这种器件的结面积较大,能通过较大电流(可达上千安),但工作频率不高,一般在几十千赫以下。整流二管主要用于低频半波整流电路,如需达到全波整流需连成整流桥使用。
早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。一般来讲,
晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间
电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流
和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。
晶体二极管,简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个
零件号接合的2个端子的器件,具有按照外加电压的方向,使电流流动或不流动的性质。晶体
二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有
自建电场。当不存在外加电压时,由于PN 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引
起的漂移电流相等而处于电平衡状态
二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可
各种二极管的符号
各种二极管的符号
分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极
管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管
、旋转二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管
。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝
一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过
贴片二极管
贴片二极管
较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极
管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直
流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而
且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
二极管主要的特性是单向导电性,其伏安特性曲线。
⒈正向特性
当加在二极管两端的正向电压(P为正、N为负)很小时(锗管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),
管子不导通,处于“截止”状态,当正向电压超过一定数值后,管子才导通,电
二极管伏安特性曲线
二极管伏安特性曲线
压再稍微,电流急剧暗加(见曲线I段)。不同材料的二极管,起始电压不同,硅管为
0.5-0.7伏左右,锗管为0.1-0.3左右。
⒉反向特性
二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变
,这时的电流称为反向饱和电流(见曲线Ⅱ段)。不同材料的二极管,反向电流大小不同,硅
管约为1微安到几十微安,锗管则可高达数百微安,另外,反向电流受温度变化的影响很大,
锗管的稳定性比硅管差。
⒊击穿特性
当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧,这种现象称为反向击穿。这时的反向电压
称为反向击穿电压,不同结构、工艺和材料制成的管子,其反向击穿电压值差异很大,可由1
伏到几百伏,甚达数千伏。
⒋频率特性
由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电
性,不能工作,PN结面积越大,结电容也越大,越不能在高频情况下工作。