二极管的导电特性、主要参数及作用

发布时间:2022-04-25 14:40
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2817

  二极管具有阳极和阴极两个端子,电流只能往单一方向流动。也就是说,电流可以从阳极流向阴极,而不能从阴极流向阳极。对二极管所具备的这种单向特性的应用,通常称之为“整流”功能,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,就是通过整流来完成的。

二极管的导电特性、主要参数及作用

  二极管的英文是diode。二极管的正。负二个端子,正端称为阳极,负端称为阴极。电流只能从阳极向阴极方向移动。一些初学者容易产生这样一种错误认识:“半导体的一‘半’是一半的‘半’;面二极管也是只有一‘半’电流流动(这是错误的),所有二极管就是半导体 ”。其实二极管与半导体是完全不同的东西。我们只能说二极管是由半导体组成的器件。半导体无论那个方向都能流动电流。

  二极管的导电特性

  二极管重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。

  1. 正向特性

  在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。

  2. 反向特性

  在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。

  二极管的主要参数

  用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。对初学者而言,必须了解以下几个主要参数:

  1、额定正向工作电流

  是指二极管长期连续工作时允许通过的正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为140左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如,常用的IN4001-4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。

  2、反向工作电压

  加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,规定了反向工作电压值。例如,IN4001二极管反向耐压为50V,IN4007反向耐压为1000V。

  3、反向电流

  反向电流是指二极管在规定的温度和反向电压作用下,流过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10,反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管,在25时反向电流若为250uA,温度升高到35,反向电流将上升到500uA,依此类推,在75时,它的反向电流已达8mA,不仅失去了单方向导电特性,还会使管子过热而损坏。又如,2CP10型硅二极管,25时反向电流仅为5uA,温度升高到75时,反向电流也不过160uA。故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。

  二极管的作用

  1、整流:利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电

  2、开关:二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。

  3、限幅:二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。

  4、续流:在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

  5、检波:在收音机中起检波作用。

  6、变容:使用于电视机的高频头中。

  7、显示:用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

  8、稳压:稳压二极管实质上是一个面结型硅二极管,稳压二极管工作在反向击穿状态。在二极管的制造工艺上,使它有低压击穿特性。稳压二极管的反向击穿电压恒定,在稳压电路中串入限流电阻,使稳压管击穿后电流不超过允许值,因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。

  9、触发:触发二极管又称双向触发二极管(DIAC)属三层结构,具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ,在电路中作过压保护等用途。

  总结,几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
如何避免二极管过载
  如何避免二极管过载?  二极管作为电路中的基础元件,其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案:  1.精准选型匹配需求  根据电路特性选择二极管类型:高频电路优先选用肖特基二极管(低反向恢复时间);高压场景采用快恢复二极管;大电流环境需考虑功率二极管。  核对关键参数:正向电流(IF)需预留20%以上余量,反向耐压(VRRM)应高于电路最大电压的1.5倍,避免长期运行在极限值。  2.规范安装降低风险  焊接控制:手工焊接时温度≤260℃,时间<3秒,避免高温导致PN结损伤;自动贴片机需设置预热坡度,防止热冲击。  引脚处理:高频电路中引线长度应<5mm,必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应;反向安装二极管可能导致极性错误,需严格按丝印标识操作。  3.多级保护限制过流过压  电流限制:串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算(Vd为二极管正向压降),例如12V转5V电路中,若If=1A,需串联7Ω电阻;对敏感电路可并联自恢复保险丝(PPTC)实现过流自保护。  电压箝位:并联双向TVS二极管时,其击穿电压应略高于电路工作电压峰值(如12V系统选15V TVS),可抑制ESD或雷电感应脉冲。  4.热管理与布局优化  散热设计:功率二极管必须加装散热片,材料推荐铝合金(导热系数200W/m·K),接触面涂抹导热硅脂(热阻<0.1℃·cm²/W);  PCB布局:高功率二极管周围保留≥2mm禁布区,避免与发热元件(如MOS管)相邻;多二极管并联时采用镜像布局,保证电流均流。  5.电路级预防措施  参数监控:在关键电路中串联采样电阻,通过运放构建过流检测电路,触发后切断电源或启动限流模式;  冗余设计:对不可修复场景(如航空航天),可采用N+1二极管并联备份,单管失效时负载自动分配至健康管。  示例场景:在开关电源设计中,选用600V/10A快恢复二极管,串联1Ω水泥电阻限流,并联1.5KE200CA型TVS管,配合L型散热片(尺寸50×30×10mm),实测在满载40℃环境下连续工作1000小时,壳温稳定在65℃以下,未出现性能衰减。  通过系统化的选型、安装规范及保护设计,可有效延长二极管使用寿命,提升电路可靠性。
2025-06-09 14:21 阅读量:268
高温环境下的MDD肖特基二极管设计 如何避免热失效
  在高温环境下,肖特基二极管(Schottky Diode)以其低正向压降和快速开关特性被广泛应用于电源管理、电机驱动及新能源系统中。然而,由于其PN结被金属-半导体接触结构取代,其温度特性与普通PN结二极管存在显著不同,特别是在高温下,肖特基管的反向漏电流急剧上升,成为热失效的主要隐患。因此,设计人员在高温环境下使用肖特基二极管时,必须充分考虑其热稳定性与散热策略。  首先,识别失效风险是设计的前提。肖特基二极管的反向漏电流随着温度上升呈指数增长,这不仅加剧功率损耗,还可能引发热失控现象。当结温过高,二极管可能出现反向击穿或短路失效,影响整个电源系统稳定性。  其次,合理选型与降额设计至关重要。在器件选型阶段,应考虑实际工作温度下的derating(降额)条件。例如,若器件额定反向电压为60V,在高温应用中建议选择100V或更高耐压等级,以提升安全裕度。此外,选择具有低漏电流、高结温耐受能力(如175℃以上)的工业级或汽车级肖特基产品,也能显著降低热失效风险。  热管理设计是控制结温的关键手段。在PCB布局中,应尽量扩大铜箔面积,加强热传导路径,配合导热硅脂、散热片或热垫片等散热辅助材料。对于功率密集型应用,还可采用DFN、TO-220、DPAK等高散热效率封装,甚至考虑采用多颗器件并联分流,从结构上降低单管热负载。  最后,建议在系统设计中增加热反馈保护机制,如温度感知芯片或热敏电阻,当温度异常上升时自动限流或关断,以避免连续热应力带来的器件损伤。  总之,高温环境下的肖特基二极管应用必须在器件选型、热设计与系统保护上多管齐下。通过精准评估漏电特性、合理降额、优化散热与加入温控保护,才能充分发挥肖特基二极管在高效率整流中的优势,同时保障系统长期稳定运行。
2025-04-17 17:24 阅读量:333
齐纳二极管原理及使用方法介绍
  齐纳二极管(Zener Diode)是一种特殊的二极管,其工作原理主要基于反向击穿效应。当施加到齐纳二极管两端的反向电压超过其“齐纳击穿电压”(也称为反向阻挡电压),器件会开始导通,使得在器件两端形成一个稳定的电压。  1.齐纳二极管的工作原理  在正常工作条件下,齐纳二极管的结构与普通二极管相似。但区别在于齐纳电压(阻断电压)通常设定在比较低的电压水平。当外加反向电压超过额定齐纳电压时,由于击穿效应,齐纳二极管将开始导通,形成一个固定的电压跨接在两端。  2.齐纳二极管的特点  电压稳定性:齐纳二极管可以提供非常稳定的电压输出。  保护电路:常用于稳压和电压限制应用,以保护其他器件免受电压波动的影响。  温度依赖性:齐纳二极管的工作特性受温度影响较小,相对稳定。  反向电流大:齐纳二极管在击穿状态下的反向电流比普通二极管要大。  3.齐纳二极管的使用方法  选取合适的齐纳二极管:根据所需的电压稳定值和功率要求选择合适的齐纳二极管。  正确连接极性:确保正确连接齐纳二极管,通常将其放置在反向电压方向。  合理设计电路:在设计中考虑到齐纳二极管的特性,确保其在工作范围内稳定可靠。  注意散热:对高功率应用,需考虑齐纳二极管的散热,以确保器件工作在可靠的温度范围内。
2024-12-20 13:31 阅读量:596
锗二极管型号及参数 硅管和锗管有什么区别
  锗二极管是一种常用于电子电路中的半导体器件。在选择合适的锗二极管时,了解其型号和参数非常重要。此外,还需要清楚硅管和锗管之间的区别。  1.锗二极管型号及参数  锗二极管的型号通常由制造商根据该器件的特性指定。常见的锗二极管型号包括但不限于:1N34、1N60、OA81等。这些型号具有各自独特的电性能和应用场景。  在选择锗二极管时,关注以下参数至关重要:  最大反向电压(VRM):即锗二极管可承受的最大反向电压值。  最大正向电流(IFM):锗二极管可通过的最大正向电流。  正向压降(VF):锗二极管正向导通时的电压降。  尺寸:锗二极管的物理尺寸对于某些应用也是一个重要考量因素。  2.硅管和锗管的区别  尽管硅管和锗管都是半导体材料,但它们在一些方面存在显著区别:  材料特性:硅管比锗管更普遍,在许多应用中使用。硅管具有较低的功耗和较高的工作温度范围。  电学特性:锗管的导电性能优于硅管,因此在一些特定应用中,如高频应用,锗管可能更适合。  价格和稳定性:通常情况下,硅管比锗管便宜,且具有更好的稳定性和一致性。  反向饱和电压:锗管的反向饱和电压较硅管低,这在一些电路设计中具有优势。  锗二极管作为一种重要的半导体器件,其型号和参数决定了其在电路中的具体应用。在实际选型时需要结合具体需求进行选择。同时,与硅管相比,锗管在电学特性等方面有着明显的差异,合理选择器件能够有效提高电路性能和稳定性。
2024-11-21 11:53 阅读量:910
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
TPS63050YFFR Texas Instruments
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码