二极管(1)界说和原理
二极管(1)界说和原理
时间: 2024-12-10 19:24:57 | 作者: fun88体育官网网站
是一种具有两头(阳极和阴极)的电子元件,它答应电流在一个方向上活动,而在另一个方向上阻挠电流活动
详细介绍
是一种具有两头(阳极和阴极)的电子元件,它答应电流在一个方向上活动,而在另一个方向上阻挠电流活动。这种特性使
二极管(英语:diode)又称二极体,是一种具有不对称电导的两个端子(阴阳二极接线端,故名“二极”)的电子器材;此二极使其原则上仅答应电流作单方向传导,它在一个方向为低电阻(抱负情况下是零),高电流,而在另一个方向为高电阻。如今,二极用半导资料。借由二极管的特性,在电力工程上常用作整流器(将交流电变成直流电);在电子工程上常用作检波器(从调幅波检回音波);在计算机硬件逻辑设计上常用作逻辑电路的逻辑闸。
1874年,德国物理学家卡尔·布劳恩在卡尔斯鲁厄理工学院发现了晶体的整流才能。因而1906年开宣布的第一代二极管——“猫须二极管”是由方铅矿等矿藏晶体制成的。前期的二极管还包含了真空管,真空管二极管具有两个电极 ,一个阳极和一个热式阴极,借由电极之间加上的电压可以让热电子从阴极抵达阳极,因而有整流的效果。在半导体功用被发现后,半导体二极管成为了世界上第一种半导体器材。现如今的二极管大多是运用硅来出产,锗等其它半导体资料有时也会用到。现在最常见的结构是,一个半导体功用的结芯片经过PN结连接到两个电终端。
本征半导体,如高纯度的硅,虽然在理论上很重要,但由于其自由电子和空穴的浓度都十分低(约为10¹⁰ cm⁻³),其导电功用的确较差,体电阻率约为10⁶Ω·cm。这使得它在实践使用中不太有用,除非经过必定的方法来进步其导电功用。
这些杂质原子与硅原子构成共价键,剩余的电子成为自由电子,然后添加了导电性。
二极管主要是由半导体资料(一般是硅或锗)制成的,具有一个PN结(由P型半导体和N型半导体接合而成)。
此刻,PN结的势垒电压下降,答应载流子(电子和空穴)跨过结区,导致电流流过二极管。
此刻,PN结的势垒电压添加,阻挠载流子跨过结区,基本上没有电流流过二极管(仅有极小的反向饱和电流)。
反向电压添加到某些特定的程度(超越击穿电压)会导致二极管击穿,此刻电流飞速添加,但这种状况一般会损坏二极管。
二极管具有阳极和阴极两个端子,电流只能往单一方向活动。也便是说,电流可以从阳极流向阴极,而不能从阴极流向阳极。对二极管所具有的这种单向特性的使用,一般称之为“整流”功用,可将交流电转变为脉动直流电,例如:无线电接收器对无线电信号的调制,是经过整流来完结的。由于其顺向流转反向阻断的特色,二极管可以想成电子版的逆止阀。但是实践上,二极管并不会表现出如此完美的开关性,而是呈现出较为杂乱的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技能决议的。一般来说,只要在正向超越障壁电压时,二极管才会作业(此状况被称为正向偏置)。
一个正向偏置的二极管两头的电压降改动只与电流有一点联系,并且是温度的函数。因而这一特性可用于温度传感器或参阅电压。半导体二极管的非线性电流-电压特性,可以精确的经过选不一样的半导体资料和掺杂不同的杂质然后构成杂质半导体来改动。
特性改动后的二极管在运用上除了用做开关的方法之外,还有许多其他的功用,如:用来调理电压(齐纳二极管),约束高电压然后维护电路(雪崩二极管),无线电调谐(变容二极管),发生射频振动(隧道二极管、耿氏二极管、IMPATT二极管)以及发生光(发光二极管)。半导体二极管中,有使用P型和N型两种半导体接合面的PN结效应,也有使用金属和半导体接合发生的肖特基效应到达整流效果的类型。若是PN结型的二极管,在P型侧便是阳极,N型侧则是阴极。