二極管又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode),在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)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(dǎo)性。 一般來(lái)講,晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。 二極管的定義 二極管是由管芯、管殼和兩個(gè)電極構(gòu)成。管芯就是一個(gè)PN結(jié),在PN結(jié)的兩端各引出一個(gè)引線,并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,就構(gòu)成了晶體二極管,如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽(yáng)極,N區(qū)的引出的電極稱為負(fù)極或陰極。 二極管的封裝 1、 插件封裝和貼片封裝 1)插件封裝(如下圖) DO-41 (如:塑封1N4007/SR240/SR260、玻封1N47系列和BZX85C系列等) DO-35(34)(如:1N4148、BZX55C系列等) DO-15(如:塑封SR240、SR260等) DO-201AD(如:塑封SR340、SR360、SR540等) TO-220(如:肖特基MBR10100CT、MBR20100CT等) TO-92(如:S8050、SS8050、S8550、SS8550等) TO-251(如:2SB1412等) TO-126(如:B772、D882等) 橋堆如KBP、KBL、KBU、KBJ、GBP、GBL、GBU、GBJ等都是插件封裝的。 2)貼片封裝(如下圖) SOT-23(如:MMBT3904、MMBT3906等) SOT-89(如:2SB772U等) SOD-123(如:1N4148W等) SOD-323(如:1N4148WS等) SOD-523(如:1N4148WT等) DO-214AC(SMA、SMX)(如:M7等) DO-214AA(SMB)(如:SK24等) DO-214AB(SMC)(如:SK34等) LL-34(如:LL4148等) SOD-123FL(如:RS07M等) MD-S(如:橋堆MB6S等) ABS(如:ABS10等)等等 二極管的分類 1、二極管按半導(dǎo)體材料分為2類: 1)硅二極管(Si管) 2)鍺二極管(Ge管) 2、二極管按封裝安裝形式分2類: 1)插件封裝 2)貼片封裝 3、二極管按芯片焊接結(jié)構(gòu)分為3類 1)點(diǎn)接觸型二極管 是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面,通以脈沖電流,使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起,形成一個(gè)“PN結(jié)”。 2)面接觸型二極管 面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大,允許通過(guò)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(guò)較大的電流,而且性能穩(wěn)定可靠,多用于開關(guān)、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(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、PIN二極管、變?nèi)荻O管、調(diào)諧二極管、發(fā)光二極管等。 (1)TVS二極管 1)簡(jiǎn)介 TVS(Transient Voltage Suppressor)二極管,又稱為瞬態(tài)抑制二極管,是普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件,它具有極快的響應(yīng)時(shí)間(亞納秒級(jí))和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。 2)典型應(yīng)用 通過(guò)在電源線路上安裝浪涌吸收裝置MOV和TVS,實(shí)施兩級(jí)保護(hù),并對(duì)L、N線進(jìn)行共模、差模保護(hù)。 具體做法是在線路的前端安裝MOV作為第一級(jí)SPD保護(hù),泄放大部分雷電流,在線路的末端(設(shè)備前端)安裝大功率TVS作為第二級(jí)SPD保護(hù),進(jìn)一步削弱過(guò)電壓波幅值,將電網(wǎng)電壓降至E/I安全耐壓范圍之內(nèi),如圖所示。 (2)超快恢復(fù)二極管 1)介紹 超快恢復(fù)二極管(簡(jiǎn)稱fred)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間超短的半導(dǎo)體二極管,常用來(lái)給高頻逆變裝置的開關(guān)器件作續(xù)流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器,使開關(guān)器件的功能得到充分發(fā)揮。 2)典型運(yùn)用 用作拖動(dòng)和UPS系統(tǒng)中單相或三相逆變器的續(xù)流二極管,采用PWM控制,開關(guān)頻率高于1kHz。 (3)開關(guān)二極管 1)介紹 開關(guān)二極管是半導(dǎo)體二極管的一種,是為在電路上進(jìn)行“開”、“關(guān)”而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。它由導(dǎo)通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通所需的時(shí)間比一般二極管短,常見的有2AK、2DK等系列,主要用于電子計(jì)算機(jī)、脈沖和開關(guān)電路中。 2)典型運(yùn)用 電路中VD1是開關(guān)二極管,它的作用相當(dāng)于一個(gè)開關(guān),用來(lái)接通和斷開電容C2的。 (4)快恢復(fù)二極管 1)介紹 快恢復(fù)二極管(簡(jiǎn)稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。 2)典型運(yùn)用 通常情況下,直流電源輸入防反接保護(hù)電路可以利用利用快恢復(fù)二極管做反接保護(hù),如下圖所示。 這種接法簡(jiǎn)單可靠,當(dāng)電路接法正確時(shí)電路電流能夠順利通過(guò)二極管,當(dāng)反接出現(xiàn),由于PN結(jié)對(duì)載流電子的阻擋,電流無(wú)法通過(guò),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路反接保護(hù)。 (5)齊納二極管 1)介紹 齊納二極管又叫穩(wěn)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(dǎo)體器件。 2)運(yùn)用 過(guò)壓保護(hù)電路分為過(guò)低壓保護(hù)和過(guò)高壓保護(hù)電路。某些電路和器件不允許在過(guò)低壓下較長(zhǎng)時(shí)間工作,為此可采用如下圖所示的穩(wěn)壓二極管作過(guò)低電壓保護(hù)電路。 (6)肖特基二極管 1)介紹 肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢(shì)壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡(jiǎn)稱。 SBD是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢(shì)壘二極管,它是一種熱載流子二極管。 2)典型運(yùn)用 二極管的單向?qū)щ娦裕娫唇臃戳酥苯訉?dǎo)通肖特基二極管,保護(hù)后級(jí)電路,其實(shí)這里肖特基二極管主要起過(guò)壓吸收作用,異常電壓或高諧波超過(guò)肖特基二極管擊穿電壓時(shí),肖特基二極管導(dǎo)通,保護(hù)電路以免擊穿。 當(dāng)電壓反接之后,肖特基二極管與與5V的輸出端是并聯(lián)電路,而肖特基二極管的阻抗要小,所以分流較多,從而保護(hù)輸出端。 (7)整流二極管 1)介紹 將交流電源整流成為直流電流的二極管叫作整流二極管,因結(jié)電容大,故工作頻率低。通常,IF在1安以上的二極管采用金屬殼封裝,以利于散熱;IF在1安以下的采用全塑料封裝。 2)典型運(yùn)用 整流二極管電路中主要是防止輸入端電壓突然降低或不慎短路,及時(shí)將輸出端大電容的電荷釋放掉,從而保護(hù)三端穩(wěn)壓器不被擊穿。即輸出電壓高于輸入電壓時(shí),通過(guò)整流二極管釋放電壓。三端穩(wěn)壓器在輸出電壓大于輸入電壓時(shí),三端極易損壞。
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