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型号的二极管|小信号,LED,肖特基,齐纳

在本教程中,我们将学习不同类型的二极管。这些产品包括小信号二极管、齐纳二极管、发光二极管、肖特基二极管、隧道二极管、雪崩二极管等。这将简要介绍不同类型的二极管及其基本功能和相应的电路符号。

介绍

二极管是两端电子器件,起单向开关的作用,也就是说,二极管允许电流只向一个方向流动。这些二极管是用硅、锗和砷化镓等半导体材料制造的。

二极管的两个端子称为阳极和阴极。根据这两个端子之间的电位差,二极管的工作可以分为两种方式:

  • 如果阳极的电位高于阴极,则二极管处于正向偏置状态,允许电流流动。
  • 如果阴极的电位高于阳极,则据说二极管处于反向偏置,并且它不允许流动流动。

不同类型的二极管具有不同的电压要求。对于硅二极管,正向电压为0.7V,对于锗二极管,为0.3V。通常,在硅二极管中,二极管的一端上的暗带表示阴极端子,另一个端子是阳极。

二极管的主要应用之一是整流,即将交流转换为直流。由于二极管只允许电流在一个方向流动,并阻止电流在另一个方向流动,二极管被用于反极性保护器和瞬态保护器的应用。

有许多不同类型的二极管,其中一些在下面列出。

不同类型的二极管

现在让我们简要地看一下几种常见的二极管。

1.小信号二极管

它是一种具有非比例特性的小型器件,主要应用于收音机、电视等高频和极低电流的场合。为了保护二极管免受污染,它被玻璃包裹,所以它也被称为玻璃钝化二极管。这种类型的二极管中最流行的是1N4148。

与电力二极管相比,外观明智的,信号二极管非常小。为了表示阴极端子,一个边缘用黑色或红色标记。对于高频的应用,小信号二极管的性能非常有效。

与其他功能相比,信号二极管通常具有较小的载流能力和功耗。通常,它们分别在150mA和500mW的范围内。

小信号二极管可以由硅或锗型半导体材料,但二极管的特性取决于掺杂材料的不同。

小信号二极管用于一般用途的二极管应用,高速开关,参数放大和许多其他应用。小信号二极管的一些重要特点是:

  • 峰值反向电压(V公关) -它是二极管击穿前可以施加的最大反向电压。
  • 反向电流(我R) -反向偏置时流动的电流(非常小的值)。
  • 峰值正向电流时的最大正向电压(VF在我F
  • 反向恢复时间-反向电流从正向电流下降到I所需的时间R

2.大信号二极管

这些二极管具有较大的PN结层。因此,它们通常用于整流,即把交流转换为直流。大PN结也增加了二极管的正向载流容量和反向阻塞电压。大信号二极管不适用于高频应用。

这些二极管的主要应用于电源(整流器,转换器,逆变器,电池充电装置等)。在这些二极管中,正向电阻的值是很少欧姆,反向阻塞电阻的值是Mega欧姆。

由于它具有高电流和高电压性能,这些可以用于用于抑制高峰值电压的电气设备。

3.齐纳二极管

它是一个被动元素,它在“齐纳击穿”原理下工作。首先由克拉伦斯齐纳在1934年产生,它类似于正向偏置条件的正常二极管I.,它允许电流流动。

但是在反向偏置条件下,二极管仅在施加的电压达到击穿电压时才导电,称为齐纳击穿。它旨在防止其他半导体器件瞬时电压脉冲。它充当电压调节器。

齐纳二极管

4.发光二极管(LED)

这些二极管把电能转换成光能。第一次生产开始于1968年。它经历了电致发光的过程,在正向偏压的情况下,空穴与电子重新结合,以光的形式产生能量。

在早期,led非常昂贵,只用于特殊应用。但多年来,led的成本已经显著下降。这一点,再加上它们极其节能的事实,使得led成为家庭、办公室、街道(用于路灯和交通灯)、汽车和移动电话的主要光源。

领导

5.恒流二极管

它也被称为电流调节二极管或限流二极管或二极管连接晶体管。二极管的作用是在特定电流下调节电压。

它的功能是一个双端限流器。在这种情况下,JFET作为限流器来实现高输出阻抗。恒流二极管符号如下所示。

6.肖特基二极管

在这种二极管中,结是通过将半导体材料与金属接触而形成的。由于这一点,正向电压降降低到最小。半导体材料为n型硅,作为阳极,金属如铬、铂、钨等作为阴极。

由于金属结,这些二极管具有高电流导电能力,因此降低了切换时间。因此,肖特基二极管在交换应用程序中具有更大的用途。主要是由于金属 - 半导体结,电压降低,又增加了二极管性能并降低功率损耗。因此,这些用于高频整流器应用。肖特基二极管的符号如下所示。

肖特基二极管

7.肖克利二极管

它是最早被发明的半导体设备之一。肖克利二极管有四层。它也被称为PNPN二极管。它等于一个没有门端晶闸管,这意味着门端是断开的。由于没有触发输入,二极管可以传导的唯一方式是提供正向电压。

一旦它打开,它就会一直开着,一旦它关闭,它就会一直关着。二极管有导电和不导电两种工作状态。在不导电状态下,二极管以较低的电压导电。

肖克利二极管结构

肖克利二极管的符号如下:

肖克利二极管

Shockley二极管应用

  • SCR的触发开关。
  • 作为松弛振荡器。

8.步恢复二极管

它也被称为吸断二极管或电荷存储二极管。这是一种特殊类型的二极管,它存储正脉冲中的电荷,并用于正弦波信号的负脉冲。电流脉冲的上升时间等于snap time。由于这种现象,它有快速恢复脉冲。

这些二极管的应用是在高阶乘法器和脉冲成形电路。这些二极管的截止频率非常高,接近千兆赫阶。

该二极管作为倍增器,截止频率范围为200 ~ 300 GHz。在10ghz频段的工作中,这些二极管起着至关重要的作用。低阶乘法器的效率较高。这个二极管的符号如下所示。

步恢复二极管

9.隧道二极管

它被用作高速开关,开关速度在几纳秒量级。由于隧道效应,它在微波频率范围内运行速度非常快。这是一种掺杂剂浓度过高的双端器件。

瞬态响应受到结电容和杂散布线电容的限制。主要用于微波振荡器和放大器。它起着大多数负电导器件的作用。隧道二极管可以用机械和电两种方式调谐。隧道二极管的符号如下图所示。

隧道二极管

隧道二极管应用

  • 振荡电路。
  • 微波电路。
  • 抗核辐射。

10.变容二极管

这些也被称为静脉曲张二极管。它的作用就像可变电容器。操作主要在反向偏置状态下进行。这些二极管非常有名,因为它能够在恒压电流存在的情况下改变电路中的电容范围。

他们能够改变电容到高值。在变容二极管中,我们可以通过改变反向偏置电压来减小或增加损耗层。这些二极管有许多应用,如手机压控振荡器、卫星预滤波器等。变容二极管的符号如下所示。

变容二极管

变容二极管的应用

  • 压控电容器
  • 压控振荡器
  • 参数放大器
  • 频率因子
  • 收音机、电视机和移动电话中的调频发射机和锁相环

11.激光二极管

类似于LED的有源区由p-n结形成。电激光二极管是P-I-N二极管,其有源区位于本征区。用于光纤通信、条码读取器、激光指针、CD/DVD/蓝光读取和记录、激光打印。

激光二极管类型:

  • 双异质结构激光器:自由电子和空穴在该区域同时可用。
  • 量子阱激光器:有一个以上量子阱的激光器称为多量子阱激光器。
  • 量子级联激光器:这些是异质结激光器,其使激光动作能够在相对长的波长下实现。
  • 单独的限制异质结构激光器:为了补偿量子激光器中的薄层问题,我们去单独的限制异质结构激光器。
  • 分布式布拉格反射器激光器:它可以是边缘发射激光器或vcsels。

激光二极管的符号如下所示:

激光二极管

12.瞬态电压抑制二极管

在半导体器件中,由于状态电压的突然变化,会发生瞬态。它们会破坏设备的输出响应。为了克服这个问题,使用了电压抑制二极管。电压抑制二极管的操作类似于齐纳二极管的操作。

这些二极管的工作是正常的p-n结二极管,但在瞬态电压时,它的工作变化。在正常情况下,二极管的阻抗很高。当电路中出现任何瞬态电压时,二极管进入提供低阻抗的雪崩击穿区域。

这是非常自发的,因为雪崩击穿持续时间以皮秒为单位。瞬态电压抑制二极管将电压箝位到固定水平,其箝位电压大多在最小范围内。

它们在电信领域、医疗、微处理器和信号处理方面有应用。它对过电压的响应速度比压敏电阻或气体放电管快。

瞬态电压抑制二极管的符号如下图所示。

瞬态电压抑制二极管

二极管的特点是:

  • 泄漏电流
  • 最大反向隔离电压
  • 击穿电压
  • 钳位电压
  • 寄生电容
  • 寄生电感
  • 它能吸收的能量

13.黄金掺杂二极管

在这些二极管中,金被用作掺杂剂。这些二极管比其他二极管快。在这些二极管中,反向偏置条件下的漏电流也较小。即使在较高的电压降,它也允许二极管在信号频率下工作。在这些二极管中,Gold帮助少数载流子更快地重组。

14.超级势垒二极管

它是具有低正向电压降的整流二极管,作为肖特基二极管,浪涌处理能力和低反向漏电流作为P-n结二极管。它专为大功率,快速开关和低损耗应用而设计。超级屏障整流器是具有比肖特基二极管低正向电压的下一代整流器。

15.珀尔帖效应二极管

在这种类型的二极管中,它在半导体的两种材料交界处产生热量,热量从一端流向另一端。这种流动只沿一个方向进行,这个方向与电流流动的方向相同。

这种热是由于少数载流子复合产生的电荷而产生的。这主要用于冷却和加热应用。这种类型的二极管用作传感器和热电偶冷却的热机。

16.晶体二极管

这也被称为猫须,是一种点接触二极管。它的作用取决于半导体晶体与点之间的接触压力。

在此,存在金属线,其被压靠半导体晶体。在此,半导体晶体用作阴极和金属线作为阳极。这些二极管本质上已经过时了。主要用于微波炉接收器和探测器。

晶体二极管的应用

  • 晶体二极管整流器
  • 晶体二极管检波器
  • 水晶无线电接收机

17.雪崩二极管

这是在雪崩击穿原理下工作的被动元件。它在反向偏置条件下工作。在反向偏置条件下,由于P - N结产生的电离产生了大电流。

这些二极管是专门设计的,以经受击穿在特定的反向电压,以防止损坏。雪崩二极管的符号如下所示:

雪崩二极管

雪崩二极管使用

  • 射频噪声产生:它作为天线分析桥的射频源,也作为白噪声发生器。
  • 用于无线电设备,也用于硬件随机数发生器。
  • 微波频率产生:在这种情况下,二极管作为负电阻器件。
  • 单光子雪崩探测器:这些是用于光级应用的高增益光子探测器。

18.可控硅

它由三个终端组成,它们是阳极,阴极和门。它几乎等于震惊二极管。当其名称表示当电路中施加小电压时,它主要用于控制目的。硅控制整流器的符号如下所示:

可控硅

经营模式:

  1. 正向阻塞模式(关闭状态):此时J1、J3正向偏置,J2反向偏置。它提供高电阻低于断路器电压,因此被称为断开状态。
  2. 正向导通模式(ON状态):通过增加阳极和阴极的电压,或者通过在栅极上施加正脉冲,我们可以打开。要关闭唯一的方法是减少流过它的电流。
  3. 反向阻断模式(关断状态):阻断反向电压的可控硅称为非对称可控硅。主要用于电流源逆变器。

19.真空二极管

真空二极管由两个电极组成,分别作为阳极和阴极。阴极是由钨组成的,它向阳极的方向发射电子。电子流总是只从阴极流向阳极。所以,它就像一个开关。

如果阴极涂有氧化物材料,则电子发射能力高。阳极尺寸长,在某些情况下,它们的表面粗糙以减少二极管中发育的温度。二极管仅在一个情况下仅在一个情况下进行,当阳极相对于阴极终端是正的时。符号如图所示:

真空二极管

20.PIN二极管

普通P-N结二极管的改进版本为引脚二极管提供。在引脚二极管掺杂中不是必需的。内在材料即,没有电荷载流子的材料插入P和N区之间,这增加了耗尽层的面积。

当我们施加正向偏压时,空穴和电子将被推入本征层。在某种程度上,由于这种高注射水平电场也将通过内在材料传导。这个磁场使载流子从两个区域流动。PIN二极管符号如下图所示:

PIN二极管

PIN二极管的应用:

  • RF开关:引脚二极管用于信号和组件选择。例如,引脚二极管充当低相位噪声振荡器中的范围开关电感器。
  • 衰减器:在桥式t衰减器中用作桥式和分流电阻。
  • 照片探测器:它检测X射线和伽马射线光子。

21.点联系设备

一个金或钨丝被用来作为点接触产生一个PN结区域通过一个高电流。如图所示,在与金属板连接的导线边缘周围产生一小块PN结区域。

点联系设备

在正向,它的工作是非常相似的,但在反向偏置条件下,导线像一个绝缘体。由于绝缘体在两个极板之间,二极管起电容器的作用。一般来说,电容器阻止直流电流,但交流电流可以在高频率的电路流动。这些是用来检测高频信号的。

22.耿氏振荡器

Gunn二极管仅用n型半导体材料制作。两种n型材料的耗竭区非常薄。当电路中的电压增加时,电流也随之增加。当电压达到一定水平后,电流呈指数下降,即表现为负差动电阻。

它有两个电极,其中砷化镓和磷化铟铟。由此,它具有负差异耐受性。它也称为转移的电子器件。它产生微波RF信号,因此它主要用于微波RF器件。它也可以用作放大器。Gunn二极管的符号如下所示:

耿氏振荡器

34回应

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