外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流。[5]當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),PN結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對(duì),產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。PN結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。[5]二極管PN結(jié)形成原理P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體(一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼等。P型和N型半導(dǎo)體因硼原子只有三個(gè)價(jià)電子,它與周圍的硅原子形成共價(jià)鍵,因缺少一個(gè)電子,在晶體中便產(chǎn)生一個(gè)空位,當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子獲得能量時(shí)就有可能填補(bǔ)這個(gè)空位,使硼原子成了不能移動(dòng)的負(fù)離子,而原來的硅原子的共價(jià)鍵則因缺少一個(gè)電子,形成了空穴,但整個(gè)半導(dǎo)體仍呈中性。這種P型半導(dǎo)體中以空穴導(dǎo)電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。[6]N型半導(dǎo)體形成的原理和P型原理相似。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價(jià)鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子。點(diǎn)接觸型二極管不能通過較大的正向電流和承受較高的反向電壓,適宜在高頻檢波電路和開關(guān)電路中使用。江西優(yōu)勢(shì)二極管模塊銷售
從這種電路結(jié)構(gòu)可以得出一個(gè)判斷結(jié)果:C2和VD1這個(gè)支路的作用是通過該支路來改變與電容C1并聯(lián)后的總?cè)萘看笮?,這樣判斷的理由是:C2和VD1支路與C1上并聯(lián)后總電容量改變了,與L1構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路其振蕩頻率改變了。所以,這是一個(gè)改變LC并聯(lián)諧振電路頻率的電路。關(guān)于二極管電子開關(guān)電路分析思路說明如下幾點(diǎn):1)電路中,C2和VD1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特性可知,C2和VD1要么同時(shí)接入電路,要么同時(shí)斷開。如果只是需要C2并聯(lián)在C1上,可以直接將C2并聯(lián)在C1上,可是串入二極管VD1,說明VD1控制著C2的接入與斷開。2)根據(jù)二極管的導(dǎo)通與截止特性可知,當(dāng)需要C2接入電路時(shí)讓VD1導(dǎo)通,當(dāng)不需要C2接入電路時(shí)讓VD1截止,二極管的這種工作方式稱為開關(guān)方式,這樣的電路稱為二極管開關(guān)電路。3)二極管的導(dǎo)通與截止要有電壓控制,電路中VD1正極通過電阻R1、開關(guān)S1與直流電壓+V端相連,這一電壓就是二極管的控制電壓。4)電路中的開關(guān)S1用來控制工作電壓+V是否接入電路。根據(jù)S1開關(guān)電路更容易確認(rèn)二極管VD1工作在開關(guān)狀態(tài)下,因?yàn)镾1的開、關(guān)控制了二極管的導(dǎo)通與截止。如表9-42所示是二極管電子開關(guān)電路工作原理說明。表9-42二極管電子開關(guān)電路工作原理說明在上述兩種狀態(tài)下。西藏優(yōu)勢(shì)二極管模塊咨詢報(bào)價(jià)觸發(fā)二極管又稱雙向觸發(fā)二極管(DIAC)屬三層結(jié)構(gòu),具有對(duì)稱性的二端半導(dǎo)體器件。
電容C2始終接入電路,此時(shí)振蕩頻率降低。4.同類電路工作原理分析如圖所示,電路中的VD1為開關(guān)二極管,控制電壓通過R1加到VD1正極,控制電壓是一個(gè)矩形脈沖電壓,波形見圖中所示。當(dāng)控制電壓為0V時(shí),VD1不能導(dǎo)通,相當(dāng)于開路,這時(shí)對(duì)L1和C1、L2和C2電路沒有影響;當(dāng)控制電壓為高電平時(shí),控制電壓使開關(guān)二極管VD1導(dǎo)通,VD1相當(dāng)于通路,電路中A點(diǎn)的交流信號(hào)通過導(dǎo)通的VD1和電容C3接地,等于將電路中的A點(diǎn)交流接地,使L2和C2電路不起作用。從上述分析可知,電路中的二極管VD1相當(dāng)于一只開關(guān),控制電路中的A點(diǎn)交流信號(hào)是否接地。二極管檢波電路及故障處理如圖9-48所示是二極管檢波電路。電路中的VD1是檢波二極管,C1是高頻濾波電容,R1是檢波電路的負(fù)載電阻,C2是耦合電容。圖9-48二極管檢波電路1.電路分析準(zhǔn)備知識(shí)眾所周知,收音機(jī)有調(diào)幅收音機(jī)和調(diào)頻收音機(jī)兩種,調(diào)幅信號(hào)就是調(diào)幅收音機(jī)中處理和放大的信號(hào)。見圖中的調(diào)幅信號(hào)波形示意圖,對(duì)這一信號(hào)波形主要說明下列幾點(diǎn):1)從調(diào)幅收音機(jī)天線下來的就是調(diào)幅信號(hào)。2)信號(hào)的中間部分是頻率很高的載波信號(hào),它的上下端是調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò),其包絡(luò)就是所需要的音頻信號(hào)。3)上包絡(luò)信號(hào)和下包絡(luò)信號(hào)對(duì)稱,但是信號(hào)相位相反。
也是一個(gè)PN結(jié)的結(jié)構(gòu),不同之處是要求這種二極管的開關(guān)特性要好。當(dāng)給開關(guān)二極管加上正向電壓時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于開關(guān)的通態(tài);當(dāng)給開關(guān)二極管加上反向電壓時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài),相當(dāng)于開關(guān)的斷態(tài)。二極管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)完成開與關(guān)功能。開關(guān)二極管就是利用這種特性,且通過制造工藝,開關(guān)特性更好,即開關(guān)速度更快,PN結(jié)的結(jié)電容更小,導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻更小,截止時(shí)的電阻很大。如表9-41所示是開關(guān)時(shí)間概念說明。表開關(guān)時(shí)間概念說明2.典型二極管開關(guān)電路工作原理二極管構(gòu)成的電子開關(guān)電路形式多種多樣,如圖9-46所示是一種常見的二極管開關(guān)電路。圖9-46二極管開關(guān)電路通過觀察這一電路,可以熟悉下列幾個(gè)方面的問題,以利于對(duì)電路工作原理的分析:1)了解這個(gè)單元電路功能是步。從圖8-14所示電路中可以看出,電感L1和電容C1并聯(lián),這顯然是一個(gè)LC并聯(lián)諧振電路,是這個(gè)單元電路的基本功能,明確這一點(diǎn)后可以知道,電路中的其他元器件應(yīng)該是圍繞這個(gè)基本功能的輔助元器件,是對(duì)電路基本功能的擴(kuò)展或補(bǔ)充等,以此思路可以方便地分析電路中的元器件作用。2)C2和VD1構(gòu)成串聯(lián)電路,然后再與C1并聯(lián)。無論是在常見的收音機(jī)電路還是在其他的家用電器產(chǎn)品或工業(yè)控制電路中,都可以找到二極管的蹤跡。
從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源。[6](2)汽車以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車以及大型機(jī)械中得到廣應(yīng)用。汽車以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機(jī)械壽命長)。[6](3)煤礦中的應(yīng)用由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件。[6](4)城市的裝飾燈在當(dāng)今繁華的商業(yè)時(shí)代,霓虹燈是城市繁華的重要標(biāo)志,但霓虹燈存在很多缺點(diǎn),比如壽命不夠長等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢(shì),因?yàn)榘l(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長,還有節(jié)能、驅(qū)動(dòng)和控制簡易、無需維護(hù)等特點(diǎn)。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果。肖特基二極管A為正極,以N型半導(dǎo)體B為負(fù)極利用二者接觸面上形成的勢(shì)壘具有整流特性制成的金屬半導(dǎo)體器件。西藏優(yōu)勢(shì)二極管模塊咨詢報(bào)價(jià)
三角箭頭方向表示正向電流的方向,二極管的文字符號(hào)用VD表示。江西優(yōu)勢(shì)二極管模塊銷售
許多初學(xué)者對(duì)二極管很“熟悉”,提起二極管的特性可以脫口而出它的單向?qū)щ娞匦?,說到它在電路中的應(yīng)用反應(yīng)是整流,對(duì)二極管的其他特性和應(yīng)用了解不多,認(rèn)識(shí)上也認(rèn)為掌握了二極管的單向?qū)щ娞匦?,就能分析二極管參與的各種電路,實(shí)際上這樣的想法是錯(cuò)誤的,而且在某種程度上是害了自己,因?yàn)檫@種定向思維影響了對(duì)各種二極管電路工作原理的分析,許多二極管電路無法用單向?qū)щ娞匦詠斫忉屍涔ぷ髟?。二極管除單向?qū)щ娞匦酝?,還有許多特性,很多的電路中并不是利用單向?qū)щ娞匦跃湍芊治龆O管所構(gòu)成電路的工作原理,而需要掌握二極管更多的特性才能正確分析這些電路,例如二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路,二極管構(gòu)成的溫度補(bǔ)償電路等。二極管簡易直流穩(wěn)壓電路及故障處理二極管簡易穩(wěn)壓電路主要用于一些局部的直流電壓供給電路中,由于電路簡單,成本低,所以應(yīng)用比較廣。二極管簡易穩(wěn)壓電路中主要利用二極管的管壓降基本不變特性。二極管的管壓降特性:二極管導(dǎo)通后其管壓降基本不變,對(duì)硅二極管而言這一管壓降是,對(duì)鍺二極管而言是。如圖9-40所示是由普通3只二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路。電路中的VD1、VD2和VD3是普通二極管,它們串聯(lián)起來后構(gòu)成一個(gè)簡易直流電壓穩(wěn)壓電路。江西優(yōu)勢(shì)二極管模塊銷售