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信号二极管

发布时间：2023-07-17 15:34

作者：AMEYA360

来源：网络

阅读量：2649

　　信号二极管是一种半导体器件，通常由P型和N型半导体材料组成。与普通二极管不同，信号二极管主要用于处理和控制电路中的信号，而不是用作整流或开关功能。它具有优秀的放大和调节信号的能力，使得它在电子设备中起到重要的作用。

信号二极管的结构和工作原理

　　信号二极管的结构与普通二极管相似，由两个半导体材料(P型和N型)组成。这两个材料通过PN结连接在一起。其中，P型材料富含正电荷(空穴)，而N型材料富含负电荷(电子)。这在PN结的区域形成了耗尽区(Depletion Region)，具有特殊的电荷分布。

　　信号二极管的工作原理

　　正向偏置(Forward Bias)：当信号二极管的正端连接到正电压，负端连接到负电压时，处于正向偏置状态。在这种情况下，电流从P型区域注入到N型区域，并通过PN结传递。这导致PN结区域变窄，电荷载流子重新组合，电流可以顺利通过。

　　反向偏置(Reverse Bias)：当信号二极管的正端连接到负电压，负端连接到正电压时，处于反向偏置状态。在这种情况下，PN结的耗尽区增大，阻碍电流的流动。只有在达到峰值反向电压时，才会发生击穿现象，电流才能够通过。

　　信号二极管的工作原理基于PN结的整流效应和电导性，使其能够放大、调节和控制电路中的信号。

信号二极管的类型

　　信号二极管根据不同的应用需求，有多种类型。以下介绍一些常见的信号二极管类型：

　　1、小信号二极管

　　小信号二极管是最常见的一种类型，常用于低功率、低频率和小信号放大电路中。它具有高增益特性和较低的噪声水平，适用于音频放大器、射频接收器等应用。

　　2、功率二极管

　　功率二极管用于处理高功率信号的应用，如电源开关、电机驱动和功率放大器等。它能够承受较大的电流和电压，具有较低的导通压降和较高的功率耗散能力。

　　3、光电二极器

　　光电二极管(Photodiode)是一种特殊的信号二极管，具有对光敏感的特性。它能够将光信号转换为电信号，常用于光通信、光传感和图像传感等领域。光电二极管根据不同的工作原理和结构，包括正向偏置型、反向偏置型和雪崩光电二极管等。

　　4、双极性二极管

　　双极性二极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)可以看作是由两个PN结组成的三层结构。它具有放大信号的能力，广泛应用于放大器、开关和逻辑门电路等领域。双极性二极管有两种主要类型：NPN型和PNP型，分别基于不同的材料和电流流动方向。

　　5、场效应晶体管

　　场效应晶体管(Field-Effect Transistor，FET)是一种基于电场控制电流的信号二极管。它具有高输入阻抗、低输出阻抗和较高的增益特性，被广泛应用于放大器、开关和集成电路等领域。常见的FET类型包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和增强型/耗尽型场效应晶体管(JFET)。

　　3.6 整流二极管

　　整流二极管是一种用于电路中的整流功能的信号二极管。它通常被用于将交流信号转换为直流信号，广泛应用于电源、电池充电器和电力系统等领域。整流二极管具有高反向电压容忍度和低正向电压降特性。

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行业新闻

TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 阅读量：743

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