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全面解析二極管知識-二極管的定義
2019.08.20

二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode),在半導體二極管內部有一個PN結兩個引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流傳導性。

一般來講,晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。

二極管的定義

二極管是由管芯、管殼和兩個電極構成。管芯就是一個PN結,在PN結的兩端各引出一個引線,并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,就構成了晶體二極管,如下圖所示。P區的引出的電極稱為正極或陽極,N區的引出的電極稱為負極或陰極。

二極管按芯片焊接結構分為3類

1)點接觸型二極管

是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶片表面,通以脈沖電流,使觸絲一端與晶片牢固地燒結在一起,形成一個“PN結”。

2)面接觸型二極管

面接觸型二極管的“PN結”面積較大,允許通過較大的電流(幾安到幾十安),主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。

3)平面型二極管

平面型二極管是一種特制的硅二極管,它不僅能通過較大的電流,而且性能穩定可靠,多用于開關、脈沖及高頻電路中。

4、二極管按用途分類

整流二極管、肖特基二極管、TVS管、穩壓二極管、開關二極管、PIN二極管、變容二極管、調諧二極管、發光二極管等。

(1)TVS二極管

1)簡介

TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管,又稱為瞬態抑制二極管,是普遍使用的一種新型高效電路保護器件,它具有極快的響應時間(亞納秒級)和相當高的浪涌吸收能力。

2)典型應用

通過在電源線路上安裝浪涌吸收裝置MOV和TVS,實施兩級保護,并對L、N線進行共模、差模保護。

具體做法是在線路的前端安裝MOV作為第一級SPD保護,泄放大部分雷電流,在線路的末端(設備前端)安裝大功率TVS作為第二級SPD保護,進一步削弱過電壓波幅值,將電網電壓降至E/I安全耐壓范圍之內,如圖所示。

(2)超快恢復二極管

1)介紹

超快恢復二極管(簡稱fred)是一種具有開關特性好、反向恢復時間超短的半導體二極管,常用來給高頻逆變裝置的開關器件作續流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器,使開關器件的功能得到充分發揮。

2)典型運用

用作拖動和UPS系統中單相或三相逆變器的續流二極管,采用PWM控制,開關頻率高于1kHz。

(3)開關二極管

1)介紹

開關二極管是半導體二極管的一種,是為在電路上進行“開”、“關”而特殊設計制造的一類二極管。它由導通變為截止或由截止變為導通所需的時間比一般二極管短,常見的有2AK、2DK等系列,主要用于電子計算機、脈沖和開關電路中。

2)典型運用

電路中VD1是開關二極管,它的作用相當于一個開關,用來接通和斷開電容C2的。

(4)快恢復二極管

1)介紹

快恢復二極管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管,主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。

2)典型運用

通常情況下,直流電源輸入防反接保護電路可以利用利用快恢復二極管做反接保護,如下圖所示。

這種接法簡單可靠,當電路接法正確時電路電流能夠順利通過二極管,當反接出現,由于PN結對載流電子的阻擋,電流無法通過,從而實現了對電路反接保護。

(5)齊納二極管

1)介紹

齊納二極管又叫穩壓二極管,齊納二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。

2)運用

過壓保護電路分為過低壓保護和過高壓保護電路。某些電路和器件不允許在過低壓下較長時間工作,為此可采用如下圖所示的穩壓二極管作過低電壓保護電路。

(6)肖特基二極管

1)介紹

肖特基二極管是以其發明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡稱。

SBD是利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。

2)典型運用

二極管的單向導電性,電源接反了直接導通肖特基二極管,保護后級電路,其實這里肖特基二極管主要起過壓吸收作用,異常電壓或高諧波超過肖特基二極管擊穿電壓時,肖特基二極管導通,保護電路以免擊穿。

當電壓反接之后,肖特基二極管與與5V的輸出端是并聯電路,而肖特基二極管的阻抗要小,所以分流較多,從而保護輸出端。

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