簡(jiǎn)介
晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode);它只往一個(gè)方向傳送電流的電子零件。它是一種具有1個(gè)零件號(hào)接合的2個(gè)端子的器件,具有按照外加電壓的方向,使電流流動(dòng)或不流動(dòng)的性質(zhì)。晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的PN結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于PN 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。
分類
半導(dǎo)體二極管主要是依靠PN結(jié)而工作的。與PN結(jié)不可分割的點(diǎn)接觸型和肖特基型,也被列入一般的二極管的范圍內(nèi)。包括這兩種型號(hào)在內(nèi),根據(jù)PN結(jié)構(gòu)造面的特點(diǎn),把晶體二極管分類如下:
根據(jù)構(gòu)造分類
⒈點(diǎn)接觸型二極管
點(diǎn)接觸型二極管是在鍺或硅材料的單晶片上壓觸一根金屬針后,再通過(guò)電流法而形成的。因此,其PN結(jié)的靜電容量小,適用于高頻電路。但是,與面結(jié)型相比較,點(diǎn)接觸型二極管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大電流和整流。因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單,所以價(jià)格便宜。對(duì)于小信號(hào)的檢波、整流、調(diào)制、混頻和限幅等一般用途而言,它是應(yīng)用范圍較廣的類型。
?、叉I型二極管
鍵型二極管是在鍺或硅的單晶片上熔接金或銀的細(xì)絲而形成的。其特性介于點(diǎn)接觸型二極管和合金型二極管之間。與點(diǎn)接觸型相比較,雖然鍵型二極管的PN結(jié)電容量稍有增加,但
正向特性特別優(yōu)良。多作開關(guān)用,有時(shí)也被應(yīng)用于檢波和電源整流(不大于50mA)。在鍵型二極管中,熔接金絲的二極管有時(shí)被稱金鍵型,熔接銀絲的二極管有時(shí)被稱為銀鍵型。
?、澈辖鹦投O管
在N型鍺或硅的單晶片上,通過(guò)合金銦、鋁等金屬的方法制作PN結(jié)而形成的。正向電壓降小,適于大電流整流。因其PN結(jié)反向時(shí)靜電容量大,所以不適于高頻檢波和高頻整流。
?、磾U(kuò)散型二極管
在高溫的P型雜質(zhì)氣體中,加熱N型鍺或硅的單晶片,使單晶片表面的一部變成P型,以此法PN結(jié)。因PN結(jié)正向電壓降小,適用于大電流整流。最近,使用大電流整流器的主流已由硅合金型轉(zhuǎn)移到硅擴(kuò)散型。
⒌臺(tái)面型二極管
PN結(jié)的制作方法雖然與擴(kuò)散型相同,但是,只保留PN結(jié)及其必要的部分,把不必要的部分用藥品腐蝕掉。其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺(tái)面形,因而得名。初期生產(chǎn)的臺(tái)面型,是對(duì)半導(dǎo)體材料使用擴(kuò)散法而制成的。因此,又把這種臺(tái)面型稱為擴(kuò)散臺(tái)面型。對(duì)于這一類型來(lái)說(shuō),似乎大電流整流用的產(chǎn)品型號(hào)很少,而小電流開關(guān)用的產(chǎn)品型號(hào)卻很多。
?、镀矫嫘投O管
在半導(dǎo)體單晶片(主要地是N型硅單晶片)上,擴(kuò)散P型雜質(zhì),利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅單晶片上僅選擇性地?cái)U(kuò)散一部分而形成的PN結(jié)。因此,不需要為調(diào)整PN結(jié)面積的藥品腐蝕作用。由于半導(dǎo)體表面被制作得平整,故而得名。并且,PN結(jié)合的表面,因被氧化膜覆蓋,所以公認(rèn)為是穩(wěn)定性好和壽命長(zhǎng)的類型。最初,對(duì)于被使用的半導(dǎo)體材料是采用外延法形成的,故又把平面型稱為外延平面型。對(duì)平面型二極管而言,似乎使用于大電流整流用的型號(hào)很少,而作小電流開關(guān)用的型號(hào)則很多。
⒎合金擴(kuò)散型二極管
它是合金型的一種。合金材料是容易被擴(kuò)散的材料。把難以制作的材料通過(guò)巧妙地?fù)脚潆s質(zhì),就能與合金一起過(guò)擴(kuò)散,以便在已經(jīng)形成的PN結(jié)中獲得雜質(zhì)的恰當(dāng)?shù)臐舛确植肌4朔ㄟm用于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。
?、竿庋有投O管
用外延面長(zhǎng)的過(guò)程制造PN結(jié)而形成的二極管。制造時(shí)需要非常高超的技術(shù)。因能隨意地控制雜質(zhì)的不同濃度的分布,故適宜于制造高靈敏度的變?nèi)荻O管。
根據(jù)用途分類
?、睓z波用二極管
就原理而言,從輸入信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波,以整流電流的大?。?00mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz,正向壓降小,結(jié)電容小,檢波效率高,頻率特性好,為2AP型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。
⒉整流用二極管
整流二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié),外形封裝有金屬殼封、塑料封裝和玻璃封裝等多種形式。其管性大小隨整流管的參數(shù)而異。整流二極管主要用于整流電路,利用二極管的單項(xiàng)導(dǎo)電性,將交流電變?yōu)橹绷麟?。由于整流管的正向電流較大,所以整流二極管多為面接觸型的二極管,結(jié)面積大、結(jié)電容大,但工作頻率低。2CP系列管殼用于小電流整流。
?、抛畲笳麟娏?/p>
是指整流二極管長(zhǎng)時(shí)間工作所允許通過(guò)的最大電流值。
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它是指整流二極管兩端的反向電壓不能超過(guò)規(guī)定的電壓所允許的值。如超過(guò)這個(gè)允許值,整流管就可能擊穿。
?、亲畲蠓聪螂娏?/p>
它是指整流二極管在最高反向工作電壓下工作時(shí),允許通過(guò)整流管的反向電流。反向電流越小,說(shuō)明整流二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>
?、茸罡吖ぷ黝l率
它是指整流二極管能正常工作的最高頻率,選用時(shí),必須使二極管的工作頻率低于此值;如高于此值,整流二極管的單向?qū)щ娦允苡绊憽?/p>
?、诚薹枚O管
大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)整體。
?、凑{(diào)制用二極管
通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途,但它們通常是直接作為調(diào)頻用。
⒌混頻用二極管
使用二極管混頻方式時(shí),在500~10,000Hz的頻率范圍內(nèi),多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。
?、斗糯笥枚O管
用二極管放大,大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大,以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻O管。
⒎開關(guān)用二極管
開關(guān)二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦?,在半?dǎo)體PN結(jié)加上正向偏壓后,在導(dǎo)通狀態(tài)下,電阻很小(幾十到幾百歐);加上反向偏壓后截止,其電阻很大(硅管在100M歐以上)。利用開關(guān)二極管的這一特性,在電路中起到控制電流通過(guò)或關(guān)斷的作用,成為一個(gè)理想的電子開關(guān)。開關(guān)二極管的正向電阻很小,反向電阻很大,開關(guān)速度很快。
常用開關(guān)二極管可分為小功率和大功率管形。小功率開關(guān)二極管主要使用于電視機(jī)、收錄機(jī)及其他電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路高頻高速脈沖整流電路等。主要型號(hào)有2AK系列(用于中速開關(guān)電路)、2CK系列(硅平面開關(guān),適用于高速開關(guān)電路)等。合資生產(chǎn)的小功率開關(guān)管有1N4148、1N4152、1N4151等型號(hào)。打功率開關(guān)二極管主要用于各類大功率電源作續(xù)流、高頻整流、橋式整流及其它開關(guān)電路。主要型號(hào)有2CK27系列、2CK29系列及FR系列開關(guān)二極管(采用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的、型號(hào)相同)等。
主要參數(shù):
⑴反向恢復(fù)時(shí)間
反映開關(guān)管特性好壞的一個(gè)參數(shù)。開關(guān)二極管的開關(guān)時(shí)間為開通時(shí)間和反向恢復(fù)時(shí)間的總和。開通時(shí)間是指開關(guān)二極管從截止至導(dǎo)通所需時(shí)間,開通時(shí)間很短,一般可以忽略;反向恢復(fù)時(shí)間是指導(dǎo)通至截止所用時(shí)間,反向恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)大于開通時(shí)間。因此反向恢復(fù)時(shí)間為開關(guān)二極管主要參數(shù)。一般硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間小于3ns~10ns;鍺開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間要長(zhǎng)一些。
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是指在開關(guān)二極管兩端的反向電壓超過(guò)規(guī)定的值,使二極管可能擊穿的電壓。
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是指加在開關(guān)管兩端的反向電壓不能超過(guò)規(guī)定的允許值。
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是指開關(guān)二極管在正向工作電壓下工作時(shí),允許通過(guò)開
關(guān)管的正向電流。
?、缸?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管使利用PN結(jié)空間電荷具有電容特性的原理制成的特殊二極管。變?nèi)荻O管為反偏二極管,其結(jié)電容就是耗盡層的電容,一次可以近似把耗盡層看作為平行板電容,且導(dǎo)電板之間有介質(zhì)。一般的二極管多數(shù)情況下,其結(jié)電容很小,不能有效利用。變?nèi)荻O管的結(jié)構(gòu)特殊,它具有相當(dāng)大的內(nèi)部電容量,并可像電容器一樣地運(yùn)用于電子電路中。
主要參數(shù):
⑴最高反向電壓:指在變?nèi)荻O管兩端的反向電壓不能超過(guò)的允許值
?、品聪驌舸╇妷?/p>
在施加反向電壓的情況下使變?nèi)荻O管擊穿的電壓。擊穿電壓決定了器件的最高反向工作電壓和最小電容容量值。
?、墙Y(jié)電容
指在一特定反向偏壓下,變?nèi)荻O管內(nèi)部PN結(jié)的電容。
?、冉Y(jié)電容變化范圍
指反向電壓從零伏變化到某一值時(shí),結(jié)電容變化的范圍。
⑸品質(zhì)因數(shù)(Q值)
電容儲(chǔ)存的能量與損耗的能量之比值為該電容器的品質(zhì)因數(shù)Q。變?nèi)荻蟾哂袃?nèi)部電容,同樣具有一定的Q值。并且大多數(shù)變?nèi)荻O管具有很高的Q值。由于變?nèi)莨艿碾娙萘颗c反偏壓成反向變化,Q值就隨著反向偏置電壓的增加二增加。
⒐頻率倍增用二極管
對(duì)二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同,但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短,因此,其特長(zhǎng)是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。
穩(wěn)壓二極管在電子設(shè)備電路中,起穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓二極管有金屬外殼、塑料外殼等封裝形式。
二極管的穩(wěn)壓作用是通過(guò)二極管的PN結(jié)反向擊穿后使其兩端電壓變化很小,基本維持一個(gè)恒定值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)反向電壓小于擊穿電壓時(shí),反向電流很?。划?dāng)反向擊穿電壓接近擊穿電壓時(shí)反向電流劇增。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿前的導(dǎo)電特性于普通整流、檢波二極管像是;在擊穿電壓下,只有限制其通過(guò)的電流(不超過(guò)額定值),它是可以安全工作在反向擊穿狀態(tài)下的。其管子兩端電壓基本保持不變,起到了穩(wěn)壓的作用。
主要參數(shù):
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是指穩(wěn)壓二極管長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí),允許通過(guò)的最大反向電流值。在使用穩(wěn)壓二極管時(shí),其工作電流不能超過(guò)這個(gè)數(shù)值,否則,可能會(huì)把穩(wěn)壓管燒壞。為了確保安全,在電流中必須采取限流措施,使通過(guò)穩(wěn)壓管的電流不超過(guò)允許值。
?、品€(wěn)定電壓
穩(wěn)壓二極管在起穩(wěn)定作用的范圍內(nèi),其兩端的反向電壓值,稱為穩(wěn)定電壓。不同型號(hào)的穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)定電壓是不同的。
⑶動(dòng)態(tài)電阻
穩(wěn)壓二極管在直流電壓的基礎(chǔ)上,再加上一個(gè)增量電壓,穩(wěn)壓二極管就會(huì)有一個(gè)增量電流。增量電壓于增量電流的比值,就是穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻。動(dòng)態(tài)電阻反映了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性,其值越小,穩(wěn)壓管性能越好。
發(fā)光二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié),而且具有晶體管的通性,即單向?qū)щ娦?。?dāng)發(fā)光二極管的PN結(jié)上加上正向電壓時(shí),由于外加電壓產(chǎn)生電場(chǎng)的方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反,使PN結(jié)勢(shì)壘(內(nèi)總電場(chǎng))減弱,則載流子的擴(kuò)散作用占了優(yōu)勢(shì)。于是P區(qū)的空穴很容易擴(kuò)散到N區(qū),N區(qū)的電子也很容易擴(kuò)散到P區(qū),相互注入的電子和空穴相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合。復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn),會(huì)使二極管發(fā)光。
發(fā)光二極管采用砷化鎵、磷化鎵、鎵鋁砷等材料制成。不同材料制成的發(fā)光二極管,能發(fā)出不同顏色的光。有發(fā)綠色光的磷化鎵發(fā)光二極管;有發(fā)紅色光的磷砷化鎵發(fā)光二極管;有發(fā)紅外光的砷化鎵二極管;有雙向變色發(fā)光二極管(加正向電壓時(shí)發(fā)紅光,加反向電壓時(shí)發(fā)綠色光);還有三顏色變色發(fā)光二極管,等等。
發(fā)光二極管的外形有圓形的、方形的、三角形的、組合型等,封裝形式有透明和散射的;有無(wú)色和著色的等。著色散射型用D表示;白色散射性用W表示;無(wú)色透明型用C表示;著色透明型用T表示。封裝形式有:金屬陶瓷和全塑料3種形式,并以陶瓷和全塑料為主。
主要參數(shù):
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是指發(fā)光二極管長(zhǎng)期正常工作時(shí),所允許通過(guò)的最大電流。
⑵正向電壓
是指通過(guò)規(guī)定的正向電流時(shí),發(fā)光二極管兩端產(chǎn)生的正向電壓。
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是指發(fā)光二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時(shí),管內(nèi)的反向電流。
它表示發(fā)光二極管亮度大小的參數(shù),其值為通過(guò)規(guī)定的電流時(shí),在管芯垂直方向上單位面積所通過(guò)的光通量,單位是mcd。
⑸發(fā)光波長(zhǎng)
是指發(fā)光二極管在一定工作條件下,所發(fā)出光的峰值(為發(fā)光強(qiáng)度最大一點(diǎn))對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng),也稱峰值波長(zhǎng)。
根據(jù)特性分類
點(diǎn)接觸型二極管,按正向和反向特性分類如下。
⒈一般用點(diǎn)接觸型二極管
這種二極管正如標(biāo)題所說(shuō)的那樣,通常被使用于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特別好,也不特別壞的中間產(chǎn)品。如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類。
⒉高反向耐壓點(diǎn)接觸型二極管
是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號(hào)的二極管一般正向特性不太好或一般。在點(diǎn)接觸型鍺二極管中,有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極管,其耐壓受到限制。要求更高時(shí)有硅合金和擴(kuò)散型。
⒊高反向電阻點(diǎn)接觸型二極管
正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高,但反向電流小,因此其特長(zhǎng)是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負(fù)荷電阻的電路中,就鍺材料高反向電阻型二極管而言,SD54、1N54A等等屬于這類二極管。
?、锤邆鲗?dǎo)點(diǎn)接觸型二極管
它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得足夠小。對(duì)高傳導(dǎo)點(diǎn)接觸型二極管而言,有SD56、1N56A等等。對(duì)高傳導(dǎo)鍵型二極管而言,能夠得到更優(yōu)良的特性。這類二極管,在負(fù)荷電阻特別低的情況下,整流效率較高。
產(chǎn)品展示
1.肖特基二極管
肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢(shì)壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡(jiǎn)稱。SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢(shì)壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
是近年來(lái)問(wèn)世的低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。其反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右,而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無(wú)法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。
2.發(fā)光二極管
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光,因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。
它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
3.穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管是一個(gè)特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管,其V-A特性曲線與普通二極管相似,但反向擊穿曲線比較陡~穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū),由于它在電路中與適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用,故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí),反向電流很小,當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí),反向電流突然猛增,穩(wěn)壓管從而反向擊穿,此后,電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩端的電壓的變化卻相當(dāng)小,利于這一特性,穩(wěn)壓管訪問(wèn)就在電路到起到穩(wěn)壓的作用了。而且,穩(wěn)壓管與其它普能二極管不同之反向擊穿是可逆性的,當(dāng)去掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常,但如果反向電流超過(guò)允許范圍,二極管將會(huì)發(fā)熱擊穿,所以,與其配合的電阻往往起到限流的作用。
4.光電二極管
光電二極管和普通二極管一樣,也是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件,也具有單方向?qū)щ娞匦?。但是,在電路中不是用它作整流元件,而是通過(guò)它把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。那么,它是怎樣把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的呢?大家知道,普通二極管在反向電壓作用在處于截止?fàn)顟B(tài),只能流過(guò)微弱的反向電流,光電二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相對(duì)較大,以便接收入射光。光電二極管是在反向電壓作用在工作的,沒(méi)有光照時(shí),反向電流極其微弱,叫暗電流;有光照時(shí),反向電流迅速增大到幾十微安,稱為光電流。光的強(qiáng)度越大,反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化,這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),成為光電傳感器件。
5.整流二極管
一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。通常它包含一個(gè)PN結(jié),有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)端子。P區(qū)的載流子是空穴,N區(qū)的載流子是電子,在P區(qū)和N區(qū)間形成一定的位壘。外加使P區(qū)相對(duì)N區(qū)為正的電壓時(shí),位壘降低,位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲(chǔ)存載流子,能通過(guò)大電流,具有低的電壓降(典型值為0.7V),稱為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電壓,使位壘增加,可承受高的反向電壓,流過(guò)很小的反向電流(稱反向漏電流),稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高,反向漏電流小,高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時(shí)容易反向擊穿)。這種器件的結(jié)面積較大,能通過(guò)較大電流(可達(dá)上千安),但工作頻率不高,一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路,如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。
選用整流二極管時(shí),主要應(yīng)考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。
產(chǎn)品特性
二極管最主要的特性是單向?qū)щ娦裕浞蔡匦郧€。
⒈正向特性
當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓(P為正、N為負(fù))很小時(shí)(鍺管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),管子不導(dǎo)通,處于“截止”狀態(tài),當(dāng)正向電壓超過(guò)一定數(shù)值后,管子才導(dǎo)通,電壓再稍微增大,電流急劇暗加(見(jiàn)曲線I段)。不同材料的二極管,起始電壓不同,硅管為0.5-.7伏左右,鍺管為0.1-0.3左右。
⒉反向特性
二極管兩端加上反向電壓時(shí),反向電流很小,當(dāng)反向電壓逐漸增加時(shí),反向電流基本保持不變,這時(shí)的電流稱為反向飽和電流(見(jiàn)曲線Ⅱ段)。不同材料的二極管,反向電流大小不同,硅管約為1微安到幾十微安,鍺管則可高達(dá)數(shù)百微安,另外,反向電流受溫度變化的影響很大,鍺管的穩(wěn)定性比硅管差。
?、硴舸┨匦?/strong>
當(dāng)反向電壓增加到某一數(shù)值時(shí),反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。這時(shí)的反向電壓稱為反向擊穿電壓,不同結(jié)構(gòu)、工藝和材料制成的管子,其反向擊穿電壓值差異很大,可由1伏到幾百伏,甚至高達(dá)數(shù)千伏。
?、搭l率特性
由于結(jié)電容的存在,當(dāng)頻率高到某一程度時(shí),容抗小到使PN結(jié)短路。導(dǎo)致二極管失去單向?qū)щ娦?,不能工作,PN結(jié)面積越大,結(jié)電容也越大,越不能在高頻情況下工作。
產(chǎn)品作用
極管在電路中的應(yīng)用是必不可少的,無(wú)論是做整流電路還是鉗位作用還是其他的一些作用,都會(huì)用到它。
二極管可分為發(fā)光二極管(LED),整流二極管,穩(wěn)壓二極管,開關(guān)二極管等等,這里只介紹前面說(shuō)的幾種。
發(fā)光二極管,一般作為指示燈用,例如電腦的硬盤燈一閃一閃的表示你的硬盤正在工作(如果不閃,則很可能是你的機(jī)器忙不過(guò)來(lái)或者是處在待機(jī)狀態(tài)),還有就是一些隨身聽上的指示燈,以及充電器的指示燈。發(fā)光二極管相對(duì)其他二極管正向?qū)妷狠^大,一般在1.6V到1.8V間。二其他二極管一般在0.2-0.3V(鍺管),0.6-0.8V(硅管)。
整流二極管,也是很常見(jiàn)的,利用的是二極管的單向?qū)ㄌ匦裕瑥亩梢詫⒇?fù)極性電信號(hào)濾掉---半波整流,也可以進(jìn)行其它的整流----例如全波整流。
二極管還具有穩(wěn)壓作用,這是因?yàn)槎O管反向接通時(shí),在二極管被擊穿的情況下,其電流將瞬間增大,這樣在外電壓增大時(shí),由于二極管被擊穿后增加的電流會(huì)通過(guò)二極管而不會(huì)經(jīng)過(guò)與二極管并聯(lián)的負(fù)載上,從而可以保護(hù)與其并聯(lián)的器件。常見(jiàn)的有保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管,即在場(chǎng)效應(yīng)管柵極反向并接一個(gè)二極管。二極管擊穿電壓一般在4V-7V.
鉗位作用:鉗位作用就是利用二極管的正向?qū)妷涸趯?dǎo)通后維持在0.2-0.4V(鍺管),0.6-0.8V(硅管),從而使與其連接的器件兩端電壓維持在一個(gè)范圍內(nèi),最簡(jiǎn)單就是三極管的BE結(jié)電壓在導(dǎo)通時(shí)可保持在鉗位電壓,這點(diǎn)常用于三極管的靜態(tài)分析。一般無(wú)特別說(shuō)明硅管取0.7V,鍺管取0.3V。
開關(guān)二極管常見(jiàn)型號(hào)有1N4148,1N4150,1N4448,利用的是二極管的高速轉(zhuǎn)換特性。
其它二極管還有肖特基二極管,隧道二極管,雙向出發(fā)二極管,微功耗基準(zhǔn)電壓二極管等,由于其制作工藝不同而具有不同的功能。
主要參數(shù)
綜述
晶體二極管一般可用到十萬(wàn)小時(shí)以上。但是如果使用不合理,他就不能充分發(fā)揮作用,甚至很快地被損壞。要合理地使用二極管,必須掌握他的主要參數(shù),因?yàn)閰?shù)是反應(yīng)質(zhì)量和特性的。
最高工作頻率fM(MC)----二極管能承受的最高頻率。通過(guò)PN結(jié)交流電頻率高于此值,二極管接不能正常工作。
最高反向工作電壓VRM(V)----二極管長(zhǎng)期正常工作時(shí),所允許的最高反壓。若越過(guò)此值,PN結(jié)就有被擊穿的可能,對(duì)于交流電來(lái)說(shuō),最高反向工作電壓也就是二極管的最高工作電壓。
最大整流電流IOM(mA)----二極管能長(zhǎng)期正常工作時(shí)的最大正向電流。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)二極管時(shí)就要發(fā)熱,如果正向電流越過(guò)此值,二極管就會(huì)有燒壞的危險(xiǎn)。所以用二極管整流時(shí),流過(guò)二極管的正向電流(既輸出直流)不允許超過(guò)最大整流電流。
普通二極管的主要參數(shù)
?、抛畲笳麟娏鱅CM,二極管長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí),允許通過(guò)PN結(jié)的最大正向電流。
⑵最高反向工作電壓URM,二極管正常工作時(shí)所能承受的最高反向電壓值。
?、亲畲蠓聪螂娏鱅RM,是指在最高反向工作電壓下所允許流過(guò)的反向電流。
?、茸罡吖ぷ黝l率,是指保證二極管正常工作的最高頻率。
穩(wěn)壓二極管的參數(shù)
?、欧€(wěn)定電壓UZ,是指穩(wěn)壓管在正常駐機(jī)構(gòu)作條件下,管子兩端的電壓。
?、品€(wěn)定電流IZ和最大穩(wěn)定電流IZ(max),穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)定電壓UZ時(shí)的工作電流稱穩(wěn)定電流IZ,管子穩(wěn)定工作時(shí),不得超過(guò)的電流稱最大穩(wěn)定電流IZ(max)。
?、请妷簻囟认禂?shù),是指穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)。穩(wěn)壓值高于6伏的穩(wěn)壓管具有正溫度系數(shù),即穩(wěn)壓值隨溫度升高略有上升;穩(wěn)壓值低于6伏的穩(wěn)壓管具有負(fù)溫度系數(shù),即穩(wěn)壓值隨溫度升高略有下降;而穩(wěn)壓值為6伏左右的穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)基本為零。
晶體二極管的主要參數(shù)
1:電阻
⑴直流電阻
在晶體二極管上加上一定的直流電壓V,就有一對(duì)那個(gè)的直流電流I,直流電壓V與直流電流I的比值,就是晶體二極管的等效直流電流。⑵動(dòng)態(tài)電流
在晶體二極管上加一定的直流電壓V的基礎(chǔ)上,再加上一個(gè)增量電壓,則晶體二極管也有一個(gè)增量電流△I。增量電壓△V與增量電流△I的比值,就是晶體二極管的動(dòng)態(tài)電阻,即動(dòng)態(tài)電阻為晶體二極管兩端電壓變化與電流變化的比值。
二極管的正向直流電阻和動(dòng)態(tài)電阻都是隨工作點(diǎn)的不同而發(fā)生變化的。普通晶體二極管反響運(yùn)動(dòng)時(shí),其直流電阻和動(dòng)態(tài)電阻都很大,通??梢员M是為無(wú)窮大。
2:額定電流
晶體二極管的額定電流是指晶體二極管長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作時(shí),允許通過(guò)的最大正向平均電流。在二極管連續(xù)工作時(shí),為使PN結(jié)的溫度不超過(guò)某一極限值,整流電流不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值。
例如:2AP1的額定電流為12mA;2AP5為16mA;2AP9為5mA。對(duì)于大功率晶體二極管,為了降低它的溫度,增大電流,必須加裝散熱片。
3:反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指二極管在工作中能承受的最大反向電壓,它也是使二極管不致反響擊穿的電壓極限值。在一般情況下,最大反向工作電壓應(yīng)小于反向擊穿電壓。選用晶體二極管時(shí),還要以最大反向工作電壓為準(zhǔn),并留有適當(dāng)余地,以保證二極管不致?lián)p壞。
例如:2AP21型二極管的反向擊穿電壓為15V最大反向工作電壓小于10V;2AP26的反向擊穿電壓為150V,最大反向工作電流小于100V。
4:最高工作頻率
最高工作頻率是指晶體二極管能正常工作的最高頻率。選用二極管時(shí),必須使它的工作頻率低于最高工作頻率。
例如:2AP8BD最高工作頻率為150MHz;2CZ12的最高工作頻率為3kHz;2AP16的最高工作頻率為40MHz。
識(shí)別方法
二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單,小功率二極管的N極(負(fù)極),在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來(lái),有些二極管也用二極管專用符號(hào)來(lái)表示P極(正極)或N極(負(fù)極),也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來(lái)確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來(lái)識(shí)別,長(zhǎng)腳為正,短腳為負(fù)。
1:晶體二極管的識(shí)別方法及其作用
晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示,如:D5表示編號(hào)為5的二極管。
?、弊饔茫憾O管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟?,?dǎo)通電阻很??;而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無(wú)窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性,無(wú)繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。
電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。
⒉識(shí)別方法:二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單,小功率二極管的N極(負(fù)極),在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來(lái),有些二極管也用二極管專用符號(hào)來(lái)表示P極(正極)或N極(負(fù)極),也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來(lái)確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來(lái)識(shí)別,長(zhǎng)腳為正,短腳為負(fù)。
?、硿y(cè)試注意事項(xiàng):用數(shù)字式萬(wàn)用表去測(cè)二極管時(shí),紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負(fù)極,此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?,這與指針式萬(wàn)用表的表筆接法剛好相反。
檢測(cè)
二極管的檢查項(xiàng)目
二極管的檢查項(xiàng)目主要有:包裝、標(biāo)示、數(shù)量、尺寸、絲印、部件本體等外觀檢查項(xiàng),功能檢查有:二極管的極性(即二極管的單向?qū)ㄐ裕?、正向?qū)妷?、反向擊穿電壓(穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值)、特性曲線等(后三項(xiàng)在條件允許或要求的時(shí)候才檢測(cè))。
常見(jiàn)不良項(xiàng)
二極管來(lái)料檢查中的常見(jiàn)不良項(xiàng)主要有:包裝變形、破損;標(biāo)示不清或無(wú)標(biāo)示、錯(cuò)漏;多數(shù)、少數(shù);尺寸與規(guī)格不符;二極管本體破損;引腳松、斷、氧化;極性標(biāo)示不明確、極性反;擊穿短路、內(nèi)部開路;發(fā)光管不發(fā)光、暗;穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值偏高、偏低;
測(cè)試注意事項(xiàng):用數(shù)字式萬(wàn)用表去測(cè)二極管時(shí),紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負(fù)極,此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?,這與指針式萬(wàn)用表的表筆接法剛好相反。
利用二極管的單向?qū)щ娞匦?,可以用萬(wàn)用電表測(cè)其正反向電阻,來(lái)判斷它的好壞。測(cè)試的方法是將指針式萬(wàn)用電表置于R×100檔或R×1k檔,測(cè)二極管的電阻,然后將紅表筆和黑表筆倒換一下再測(cè)。若兩次測(cè)得的電阻一大一小,且大的那一次趨于無(wú)窮大,就可斷定這個(gè)二極管是良好的。同時(shí)還可以斷定二極兩端的正負(fù)。即當(dāng)測(cè)得阻值較小時(shí),黑表筆接的那一端即為二極管的正極。
兩次測(cè)量中可能發(fā)現(xiàn)如下幾種情況:
?、僖淮坞娮杞咏跓o(wú)窮大,而另一次電阻較小,則斷定二極管良好;
?、趦纱螠y(cè)量,電阻都為無(wú)窮大,則斷定二極管內(nèi)斷路;
?、蹆纱螠y(cè)量電阻都很小,則斷定二極管短路即被擊穿;
?、軆纱螠y(cè)量電阻都一樣,則斷定二極管失去單向?qū)щ娮饔茫?/p>
?、輧纱螠y(cè)量電阻相差不太大,則斷定二極管的單向?qū)щ娦圆睢?/p>
主要應(yīng)用
?、闭鞫O管
利用二極管單向?qū)щ娦?,可以把方向交替變化的交流?/p>
晶體二極管符號(hào)與實(shí)物
變換成單一方向的脈動(dòng)直流電。
⒉開關(guān)元件
二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止?fàn)顟B(tài),如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路。
?、诚薹?/p>
二極管正向?qū)ê?,它的正向壓降基本保持不變(硅管?.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。
?、蠢^流二極管
在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。
?、禉z波二極管
在收音機(jī)中起檢波作用。
?、蹲?nèi)荻O管
使用于電視機(jī)的高頻頭中。
選用思路
首先要根據(jù)具體電路的要求選用不同類型、不同特性的二極管。
二極管的種類繁多,同一種類的二極管又有不同型號(hào)或不同系列。在電子電路中作檢波用,就要選用檢波二極管,并且要注意不同型號(hào)的管子的參數(shù)和特性差異。在電路中作整流用,就要選用整流二極管,并且要注意功率的大小,電路的工作頻率和工作電壓。在電路中作電子調(diào)諧用,可選用變?nèi)荻O管和開關(guān)二極管。選用變?nèi)荻O管要特別注意零偏壓結(jié)電容和電容變化范圍等參數(shù),并且根據(jù)不同的頻率覆蓋范圍,選用不同特性的變?nèi)荻O管出在電子調(diào)諧電路中選用開關(guān)管時(shí),只要最高反向工作電壓高于電子調(diào)諧器的開關(guān)電壓,最大平均整流電流大于工作電流就可以;而對(duì)反向恢復(fù)時(shí)間要求并不嚴(yán)格。電源穩(wěn)壓等穩(wěn)壓電路就要選用穩(wěn)壓管,并注意穩(wěn)壓值的選用。另外,在一些特殊電路中,還要選用發(fā)光二極管。光電二極管、磁敏二極管等等。
第二,在選好二極管類型的基礎(chǔ)上,要選好二極管的各項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù),使這些電參數(shù)和特性符合電路要求,并且要注意不同用途的二極管對(duì)哪些參數(shù)要求更嚴(yán)格,這些都是選用二極管的依據(jù)。比如選用整流二極管時(shí),要特別注意最大整流電流,2AP1型二極管的最大整流電流為16mA;2CP1A型管為500mA等。使用時(shí)通過(guò)二極管的電流不能超過(guò)這個(gè)數(shù)值。并且對(duì)整流二極管來(lái)說(shuō),反向電流越小,說(shuō)明二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>
在選用穩(wěn)壓管時(shí),除了要注意穩(wěn)定電壓、最大工作電流等參數(shù)外,還要注意選用動(dòng)態(tài)電阻較小的穩(wěn)壓管,因動(dòng)態(tài)電阻越小,穩(wěn)壓管性能越好。例如,2CW53型穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻Rz≤50mΩ;2CW55型管的Rz≤10mΩ。在選用開關(guān)二極管時(shí),開關(guān)時(shí)間很重要,這主要由反向恢復(fù)時(shí)間這個(gè)參數(shù)決定。選用時(shí),要注意此參數(shù)的對(duì)比,選用更符合要求的開關(guān)二極管。比如2CK19型開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間小于5nS;CAK6型管的反向恢復(fù)時(shí)間為150nS。
在選用二極管的各項(xiàng)主要參數(shù)時(shí),除了從有關(guān)的資料和《晶體管手冊(cè)》查出相應(yīng)的參數(shù)值滿足電路要求后,還最好用萬(wàn)用表及其他儀器復(fù)測(cè)一次,使選用的二極管參數(shù)符合要求,并留有一定的余量。
第三,根據(jù)電路的要求和電子設(shè)備的尺寸,選好二極管的外形、尺寸大小和封裝形式。
二極管的外形、大小及封裝形式多種多樣,外形有圓形的、方形的、片狀的、小型的。超小型的、有大中型的;封裝形式有全塑封裝、金屬外殼封裝等。在選擇時(shí),可根據(jù)性能要求和使用條件(包括整機(jī)的尺寸)選用符合條件的二極管。
選用方法
檢波二極管的選用 檢波二極管在電子電路中用來(lái)把調(diào)制在高頻電磁波上的低頻信號(hào)(如音頻信號(hào))檢出來(lái)。一般高頻檢波電路選用鍺點(diǎn)接觸型檢波二極管。它的結(jié)電容小,反向電流小,工作頻率高。選用檢波二極管時(shí),要選擇工作頻率滿足要求,結(jié)電容小,反向電流小的二極管均可,但主要考慮的是工作頻率。按頻率的要求選用,2AP1型~2AP8型(包括2AP8A、2AP8B型)適用于150MHz以下;2AP9、2AP10型適用于100MHz以下;2AP31A型適用于400MHz以下;2AP32型適用于2000MHz以下等。晶體管收音機(jī)的檢波電路可選用2AP9、2AP10型管,它的工作頻率可達(dá)100MHz、結(jié)電容小于1pF,適合作小信號(hào)檢波。
檢波二極管有正負(fù)極性區(qū)分,一般在二極管的殼體上印有二極管符號(hào),表示檢波二極管引線的正極和負(fù)極。標(biāo)志不清的可以看二極管外形,端頭較小且有一圈凹痕的一端,裝有晶片、一是負(fù)極。也可以用指針式萬(wàn)用表的R×1k檔測(cè)量檢波二極管的直流電阻。當(dāng)歐姆表指示為數(shù)百歐時(shí),是二極管的正向電阻,這時(shí)萬(wàn)用表的黑表筆接觸的一端就是二極管的正極;如果測(cè)量的檢波二極管的電阻很大(在數(shù)百千歐以上),則是二極管的反向電阻,萬(wàn)用表的黑表筆接觸的一端是二極管的負(fù)極。檢波二極管的正向電阻在200Ω~900Ω較好;而它的反向電阻則是越大越好。
在收音機(jī)、錄音機(jī)的檢波電路中,可選用2AP9、2AP1O等型號(hào)的二極管。自動(dòng)音量控制電路中也可選用上述檢波二極管。當(dāng)然在急需的條件下,損壞了一個(gè)PN結(jié)的高頻晶體三極管也可用作檢波二極管。
穩(wěn)壓二極管的選用 穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿狀態(tài)下的,使管子兩端電壓基本不變的一種特殊二極管。選用穩(wěn)壓管時(shí),要根據(jù)具體電子電路來(lái)考慮,簡(jiǎn)單的并聯(lián)穩(wěn)壓電源,輸出電壓就是穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓。晶體管收音機(jī)的穩(wěn)壓電源可選用2CW54型的穩(wěn)壓管,其穩(wěn)定電壓達(dá)6.5V即可。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值離散性很大,即使同一廠家同一型號(hào)產(chǎn)品其穩(wěn)定電壓值也不完全一樣,這一點(diǎn)在選用時(shí)應(yīng)加注意。對(duì)要求較高的電路選用前對(duì)穩(wěn)壓值應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。
使用穩(wěn)壓管時(shí)應(yīng)注意,二極管的反向電流不能無(wú)限增大,否則會(huì)導(dǎo)致二極管的過(guò)熱損壞。因此,穩(wěn)壓管在電路中一般需串聯(lián)限流電阻。在選用穩(wěn)壓管時(shí),如需要穩(wěn)壓值較大的管子,維修現(xiàn)場(chǎng)又沒(méi)有,可用幾只穩(wěn)壓值低的管子串聯(lián)使用;當(dāng)需要穩(wěn)壓值較低的管子時(shí)而又買不到,可以用普通硅二極管正向?qū)ù娣€(wěn)壓管用。比如用兩只2CZ82A硅二極管串聯(lián),可當(dāng)作一個(gè)1.4V的穩(wěn)壓管使用;但穩(wěn)壓管一般不得并聯(lián)使用。
中國(guó)國(guó)產(chǎn)穩(wěn)壓管還有三個(gè)電極的,如2DW7型穩(wěn)壓管。這種穩(wěn)壓管是將兩個(gè)穩(wěn)壓二極管相互對(duì)稱地封裝在一起,使兩個(gè)穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)相互抵消,提高了管子的穩(wěn)定性。這種三個(gè)電極的穩(wěn)壓管的外形很像晶體三極管,選用的時(shí)候要加以區(qū)別。
在收錄機(jī)、彩色電視機(jī)的穩(wěn)壓電路中,可以選用1N4370型、1N746-1N986型系列穩(wěn)壓二極管。比如1N966型管(2CW8)的穩(wěn)定電壓為16V,動(dòng)態(tài)電阻為17Ω,電壓溫度系數(shù)為0.09。1N975型(2CW71)穩(wěn)定電壓力39V,動(dòng)態(tài)電阻為80Ω,反向測(cè)試電流為3.0mA,反向漏電流為5uA,功耗為500mw。
在電氣設(shè)備和其他無(wú)線電電子設(shè)備的穩(wěn)壓電路中可選用硅穩(wěn)壓二極管,如2CW100-2CW121系列型穩(wěn)壓管。
整流二極管的選用 在整流電路中,要選用整流二極管。選用前要先了解整流電路的輸入電壓、輸出電流。整流電路的形式及各項(xiàng)參數(shù)值等。然后根據(jù)電路的具體要求選用合適的整流二極管。在串聯(lián)型電源電路中可選用一般的整流二極管。只要有足夠大的整流電流和反向工作電壓就可以選用。在低壓整流電路中,所選用的整流二極管的正向電壓應(yīng)盡量小。在選用彩色電視機(jī)行掃描電路中整流二極管時(shí),除了考慮最高反向電壓、最大整流電流、最大功耗等參數(shù)外,還要重點(diǎn)考慮二極管的開關(guān)時(shí)間,不能用普通整流二極管。一般可選用FR-200、FR-206以及FR300-307系列整流管,它們的開關(guān)時(shí)間小于0.85uS。在電視機(jī)的穩(wěn)壓電源中,一般為開關(guān)型穩(wěn)壓電源,應(yīng)選用反向恢復(fù)時(shí)間短的快速恢復(fù)整流二極管??蛇x用PFR150-157系列,其反向恢復(fù)時(shí)間為0.85uS。在收音機(jī)、收錄機(jī)的電源部分用于整流的二極管,可選用硅塑封的普通整流二極管,比如2CE系列,1N4000系列,1N5200系列。1N4001型(2CZ85B)整流二極管的額定正向整流電流為1A。
變?nèi)荻O管的選用 變?nèi)荻O管是專門作為“壓控可變電容器”的特殊二極管,它有很寬的容量變化范圍,很高的Q值。變?nèi)荻O管的導(dǎo)電特性與檢波二極管相似,但結(jié)構(gòu)卻不同。變?nèi)荻O管為獲得較大的結(jié)電容和較寬的可變范圍,多用面接觸型和臺(tái)面型結(jié)構(gòu)。變?nèi)荻O管適用于電視機(jī)的電子調(diào)諧電路;在調(diào)頻收音機(jī)的AFC電路中,作為壓控可變電容在振蕩回路中使用。
選用變?nèi)荻O管時(shí),要注意結(jié)電容和電容變化范圍。使用變?nèi)荻O管時(shí),要避免變?nèi)荻O管的直流控制電壓與振蕩電路直流供電系統(tǒng)之間的相互影響;通常采用電感或大電阻來(lái)作兩者的隔離。另外,變?nèi)荻O管的工作點(diǎn)要選擇合適,即直流反偏壓要選適當(dāng)。一般要選用相對(duì)容量變化大的反向偏壓小的變?nèi)荻O管。
下面為幾種變?nèi)荻O管的選用參考參數(shù):
1S2268型管:反向電壓:25V
電容變化范圍:3.5pF-6.0pF
品質(zhì)因素Q值:200(50MHz)
2CC1型管:反向電壓:25V
電容變化范圍:3.6pF-6.5pF
Q值:250(50MHz)
MV201型管:反向電壓:23V
電容變化范圍:9.0pF-14pF
Q值:160(50MHz)。
開關(guān)二極管的選用 開關(guān)二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕陔娐分袑?duì)電流進(jìn)行控制,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路開和關(guān)的控制。開關(guān)二極管常用于開關(guān)電路、限幅電路、檢波電路等。開關(guān)二極管多以玻璃和陶瓷封裝,硅開關(guān)二極管的開關(guān)時(shí)間比鍺開關(guān)管短,只有幾個(gè)nS。
在收錄機(jī)、電視機(jī)及其他電子設(shè)備的開關(guān)電路中(包括檢波電路),常選用2CK、2AK系列小功率開關(guān)二極管。2CK系列為硅平面開關(guān)二極管,(如2CK70-2CK71型)常用于高速開關(guān)電路;2AK系列為點(diǎn)接觸鍺開關(guān)二極管,常用于中速開關(guān)電路。新生產(chǎn)的整機(jī)配套用開關(guān)二極管也有用同外標(biāo)準(zhǔn)(同外型號(hào))的開關(guān)二極管,比如1N4148、1N4151、1N4152等。在彩色電視機(jī)的高速開關(guān)電路中,可選用這類開關(guān)二極管。在錄像機(jī)、彩色電視機(jī)的電子調(diào)諧器等開關(guān)電路中,可選用MA165、MA166、MA167型高速開關(guān)二極管。
發(fā)光二極管的選用 發(fā)光二極管和普通二極管一樣是由一個(gè)N結(jié)組成的,它具有單向?qū)щ姷奶匦?。可?jiàn)發(fā)光二極管有砷化鋁(GaAs)、磷化鎵(GaP)和磷砷化鎵(GaAsP)發(fā)光二極管,因它們耗電低,可直接用集成電路或雙極型電路推動(dòng)發(fā)光,可選用作為家用電器和其他電子設(shè)備的通斷指示或數(shù)指顯示。如果把發(fā)光二極管(GaP/GaAsP)的管芯制成條狀,用7條形發(fā)光二極管組成七段式數(shù)碼管和符號(hào)管,可選用作為數(shù)字化儀表、計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備的數(shù)字顯示。它具有體積小、工作電壓低,亮度高、壽命長(zhǎng)、視角大的特點(diǎn)。比如BSR3161型發(fā)紅光的磷化鎵發(fā)光管的每段工作電壓只有2.5V,發(fā)光強(qiáng)度大于0.35mcd;BSR4103G型發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度大于1.5mcd;BSR6103C型管的工作電壓2.5V,發(fā)光強(qiáng)度大于10mcd。
選用發(fā)光二極管時(shí),可先用萬(wàn)用表的R×1k檔(最好用通斷器串一個(gè)100Ω電阻來(lái)測(cè))測(cè)其正反向電阻和發(fā)光管發(fā)光情況。發(fā)光二極管的正向電阻一般應(yīng)小于50Ω-80Ω;反向電阻應(yīng)大于400kΩ。在測(cè)正向電阻時(shí),發(fā)光二極管本身應(yīng)發(fā)光,如果測(cè)正、反向電阻時(shí)(兩次測(cè)試)發(fā)光二極管都不亮,說(shuō)明該二極管已損壞,不能選用;如果測(cè)得正、反向電阻均為零,說(shuō)明發(fā)光管內(nèi)部擊穿短路;如果正、反向電阻均為無(wú)窮大,說(shuō)明發(fā)光二極管內(nèi)部開路、另外,還可用兩只同型號(hào)的萬(wàn)用表,把兩表的一只紅表筆和一只黑表筆串聯(lián)起來(lái)使用(以提供較高的正向電壓),將萬(wàn)用表均撥到R×10檔,測(cè)量發(fā)光管能否正常發(fā)光。
使用發(fā)光二極管時(shí),第一,要注意判別正負(fù)極性。對(duì)全塑封的發(fā)光管電極引線較長(zhǎng)的是正極,較短的是負(fù)極;對(duì)有金屬管座的發(fā)光管(上面罩一光學(xué)透鏡)。管側(cè)有一突起,靠近突起的是正極。第二,使用調(diào)整發(fā)光二極管工作點(diǎn)時(shí),不要只注意其電壓值,主要使它的工作電流不能超過(guò)規(guī)定值。第三,大功率的砷化鎵發(fā)光二極管因工作電流較大。管子易發(fā)熱,使用時(shí)注意加散熱片。第四,發(fā)光二極管的管帽大多用透明樹脂封裝,使用時(shí)不要沾上污物,不要磨損劃傷。
紅外發(fā)光二極管可選用作光電控制電路的光源;另外還可把小功率的紅外發(fā)光管和硅光電二極管組裝在一起,制成光電開關(guān)器件,在自動(dòng)控制電路中做隔離式開關(guān)用。
使用變色和三色發(fā)光二極管時(shí),第一要注意管腳排列,并要串接限流電阻,確保發(fā)光管通過(guò)規(guī)定電流。第二,焊接時(shí),要注意散熱,焊接時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)。第三,注意保護(hù)管殼、管帽光潔,確保透光性好。第四,變色發(fā)光二極管的使用環(huán)境溫度在+85℃以下,溫度越低管子的發(fā)光亮度越高,在低溫時(shí),發(fā)光性能非常好。第五,使用時(shí),注意管腳的正、負(fù)極,如將管子接反了,發(fā)光管就不能發(fā)光。
注意事項(xiàng)
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用于整流電路的二極管,最重要的參數(shù)是最高反向工作電壓和最大工作電流容量。例如,在電壓為50V的電路中,使用最高反向工作電壓為30V的二極管,或在電流為500mA左右的電路中使用最大工作電流為100mA的二極管,通電后二極管會(huì)立即燒毀。一般根據(jù)電路要求,選電壓\電流容量為二倍以上容量的二極管即可。對(duì)于小功率整流二極管,通常宜選用面接觸型二極管,如2CP1~2CP6,2CP10~2CP20,2CP1A~2CP1H等型號(hào)。
(二)用于檢波電路的二極管
雖然檢波和整流的原理基本是一樣的,但檢波二極管的作用是從被調(diào)制波中取出信號(hào)成分(包絡(luò)線),工作在高頻狀態(tài)下。因此,選用管子時(shí)主要考慮工作頻率要高,反向電流要小,這樣的管子檢波效率高。
?。ㄈ┱_安裝二極管,防止虛焊
一般小功率二極管的安裝方式有兩種。一種是立式安裝,另一種是臥式安裝,可視電路板空間大小來(lái)選擇。在彎折管腳時(shí)要格外注意正確操作。一定不要采用直角彎折,而要彎成一定的弧度,且用力要均勻,防止將管子的玻璃封裝殼體撬碎,造成管子報(bào)廢。
?。ㄋ模┱_焊接二極管,防止虛焊 小功率二極管的管腳并不是純銅材料制成的,焊接時(shí)一定要注意防止虛焊。特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間存放的二極管,其管腳氧化發(fā)黑,必須先用刀子刮干凈,并預(yù)先吃錫,爾后再往電路板上焊,以確保焊接質(zhì)量。
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