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二极管是一种电子元件,拥有过去几十年间无与伦比的广泛应用。二极管的出现,使得电路能够将电流限制在某个方向上,由于这种限制现象,我们在现代电子技术中大量使用二极管。
一、二极管的基本原理
二极管是一个半导体结构,由N型半导体和P型半导体组成,它的原理是在表面上接触两种不同类型的半导体,形成一个PN结,在正向电压下,电子从N型半导体流到P型半导体,空穴从P型半导体流到N型半导体,并形成电流;
在反向电压下,由于PN结带隙的填充与扩散效应,会产生一个电场,电场会使得从N型半导体到P型半导体的空穴向N型半导体漂移,同时会将从P型半导体到N型半导体的电子向P型半导体漂移,最终形成一个不太容易流动的区域,它们之间的电压称为反向电压,具有去除干扰、稳压、整流等作用。
不同的反向电压会对二极管产生不同的影响,在不同的工作状态下,二极管都会有不同的特性。
二、二极管的特性
二极管有正向特性和反向特性。
1、正向特性
在正向电压下,二极管导通极为接地,而另一极为高电位,这种电压下,二极管可以允许从P型半导体到达N型半导体的电子通过PN结,从而形成电流。
在正向电压的作用下,对于硅制二极管,其正向工作电压在0.7V左右,而对于锗制二极管来说,其正向工作电压只有0.3V左右,其工作端的滞回特性,成为了一些电路的重要部分。
2、反向特性
在反向电压下,二极管处于截止状态,此时,通过PN结的电子流几乎为0,只有当反向电压超过一定值后,穿越PN结的电荷足以扩散到另一侧而出现巨大的反向电流,可以导致二极管烧毁,称为“破击电压”。
不同的二极管具有不同的反向电压韧性,而破击电压也不同,一般情况下,硅制二极管的破击电压大于400V,而锗制二极管的破击电压只有150V左右。
三、二极管的应用
1、整流
二极管具有无源区间的整流特性,一般情况下使用大功率电源进行直流整流,由于二极管的直流电阻比交流电阻低,故二极管在直流电路中应用较为广泛。
2、调制
二极管可以将信号电压通过调制的方式传送,模拟技术将高频电压信号转化成低频的直流信号,并通过二极管的正向电压大小来控制幅度。二极管还可以通过在信号电压上加以高频交流电作用,来改变电路阻抗,形成调制。
3、检波
将双向的信号经过二极管后,通过基排放电路中构造出来的“Bus Zuifalian Position”实现信号的单向传送,这可以用于检测电压有无、测量波的频率及振幅、调制信号和解调等等。
4、电源保护
二极管还可以用来保护电源不受高反向电压的侵害,一旦有高压反向电流倒流,二极管可以关闭,避免电源的损坏。
5、激光器
二极管可以用于激光器的制造,通过在PN结中将正向钝化区域变薄,在施加正向电压的同时,实现电子与空穴的复合放电,激发出光子,使激光发生器发出激光。
“二极管的特性”是一个重要的知识点,在现代电子技术领域中起到了不可或缺的作用,了解二极管的特性,对于电子技术从业者而言,具有深刻的意义。今天新邦微详细讲述了二极管的工作原理、特性、应用以及在激光器中的使用等,希望对朋友们有所帮助。