最齊全的二極管知識解析-它的原理及選型

根據材料的導電能力，我們將形形色色的材料劃分為導體、絕緣體和半導體。半導體是一種具有特殊性質的物質，它的導電能力介于導體和絕緣體之間，所以被稱為半導體。二極管（Diode）算是半導體家族中的元老了，其最明顯的性質就是它的單向導電特性，它最大的特性就是單向導電，也就是電流只可以從二極管的一個方向流過。二極管的作用有整流電路、檢波電路、穩壓電路以及各種調制電路，主要都是由二極管來構成的。二極管是最常用的電子元件之一，對于這樣的基礎元件我們應牢牢掌握住他的作用原理以及基本電路，這樣才能為以后的電子技術學習打下良好的基礎。

一、二極管的工作原理

二極管的主要原理就是利用PN結的單向導電性，在PN結上加上引線和封裝就成了一個二極管。

晶體二極管為一個由P型半導體和N型半導體形成的PN結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于PN結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態。

當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。

當外加的反向電壓高到一定程度時，PN結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現象。PN結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。

二、二極管的分類

二極管的種類有很多，按照所用的半導體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）；按照管芯結構，又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。

根據二極管的不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩壓二極管、開關二極管、肖特基二極管、發光二極管等。

三、二極管兩大用途

1.反向極性保護

為了防反接電源，燒壞芯片，通常是反向接一個二極管，有兩種連接方式：

（1）串聯連接：二極管必須通過全部負載電流，消耗掉0.6V的電壓，減小了儀器的工作時間；所以要根據電路的電流大小選擇二極管；

（2）并聯連接：一旦反接，電流就會從二極管這個回路流過，不會流去主電路。這個方法的缺點是：電流很大，所以要選擇適合功率和電流的二極管。

2.整流

整流是充分低利用了二極管的單向導電性。通過阻塞波形的負半周把交流信號轉換為脈動的直流信號。通常是與電容一起聯合使用，二級管串聯，電容并聯，電容的作用是通過充放電使得輸出脈沖更加平滑，更趨近直流，是為濾波電容。根據需要，分為半波整流和全波整流。

四、二極管的選用

（1）額定正向工作電流

額定正向工作電流指二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。

（2）最大浪涌電流

最大浪涌電流，是允許流過的過量正向電流，它不是正常電流，而是瞬間電流。其值通常是額定正向工作電流的20倍左右。

（3）最高反向工作電壓

加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時，管子將會擊穿，失去單向導電能力。為了保證使用安全，規定了最高反向工作電值。例如，lN4001二極管反向耐壓為50V，lN4007的反向耐壓為1000V。

（4）反向電流

反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能越好。反向電流與溫度密切相關，大約溫度每升高10℃，反向電流增大一倍。硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。

（5）反向恢復時間

從正向電壓變成反向電壓時，電流一般不能瞬時截止，要延遲一點點時間，這個時間就是反向恢復時間。它直接影響二極管的開關速度。

（6）最大功率

最大功率就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流。這個極限參數對穩壓二極管等顯得特別。

（7）頻率特性

由于結電容的存在，當頻率高到某一程度時，容抗小到使 PN 結短路。導致二極管失去單向導電性，不能工作，PN 結面積越大，結電容也越大，越不能在高頻情況下工作。

五、二極管正負極如何判斷

1.普通二極管有色端標識一極為負極；

2.發光二極管長腳為正，短腳為負。如果腳一樣長，發光二極管里面的大點是負極，小的是正極。有的發光二極管帶有一個小平面，靠近小平面的一根引線為負極。

萬用表中：紅筆接“+”，黑筆接“-”；在測發光二極管時，低阻擋測不出來，可用RX10K檔測，兩表筆接觸二極管的兩級。如果電阻較小，黑表筆所接的是正極，電阻較大，黑表筆所接的是負極。發光二極管，若與TTL組件相連使用時，一般需串接一個470R的降壓電阻，以防器件的損壞。

3.晶體二極管

晶體二極管由一個PN結，兩條電極引線和管殼構成。在PN結的兩側用導線引出加以封裝，就是晶體二極管。晶體二極管的字母符號為V。PN結的導通方向是從P型半導體到N型半導體，即P到N導通（P為正極，N為負極） 。PN結正向導通，反向截至，具有單相導電的特性。

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