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什么是晶体二极管?

发布时间:2012-12-18

晶体二极管的简介

晶体二极管(crystaldiode),简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件,是固态电子器件中的半导体两端器件。这些器件主要的特征是具有非线性的电流-电压特性。此后随着半导体材料和工艺技术的发展,利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构,研制出结构种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极管。制造材料有锗、硅及化合物半导体。晶体二极管可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换等。


晶体二极管
 
晶体二极管的分类

半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:

晶体二极管根据构造分类:点接触型二极管、键型二极管、合金型二极管、扩散型二极管、台面型二极管、平面型二极管、合金扩散型二极管、外延型二极管。
          
晶体二极管的作用

晶体二极管是一种具有单向导电性的电子器件(即只允许电流往一个方向流过,就是箭头方向),它类似于我们生活中所用的开关,当它正向导通时,相当于开关处于闭合状态,导通电阻很小;当它反向时,相当于开关处于断开状态,导通电阻极大或无穷大。


晶体二极管
 
1、正向特性

当 加在二极管两端的正向电压(P为正、N为负)很小时(锗管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),管子不导通,处于“截止”状态,当正向电压超过一定数值后, 管子才导通,电压再稍微增大,电流急剧暗加。不同材料的二极管,起始电压不同,硅管为0.5-.7伏左右,锗管为0.1-0.3左右。

2、反向特性

二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变,这时的电流称为反向饱和电流。不同材料的二极管,反向电流大小不同,硅管约为1微安到几十微安,锗管则可高达数百微安,另外,反向电流受温度变化的影响很大,锗管的稳定性比硅管差。

3、击穿特性——稳压二极管原理

当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。这时的反向电压称为反向击穿电压,不同结构、工艺和材料制成的管子,其反向击穿电压值差异很大,可由1伏到几百伏,甚至高达数千伏。

4、频率特性——变容二极管原理

由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电性,不能工作,PN结面积越大,结电容也越大,越不能在高频情况下工作。

晶体二极管的分析方法

D的伏安特性

1、图解分析法(Graphical Analysis)

利用二极管曲线模型,特性曲线与管外电路方程(负载线)的交点Q,即为所求静态工作点(IQ,VQ)

2、简化分析法

利用简化电路模型

当 Vdd大于Vd(on) 时,D导通

通常R>>RD,RD可忽略, D为恒压模型




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