二極管的分類及其應(yīng)用

  二極管的分類
  從不同的角度，可以將二極管分為不同的類型。
  1. 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分
  按內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，二極管可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型。點(diǎn)接觸型二極管是由一根很細(xì)的金屬絲和一塊半導(dǎo)體熔接在一起而構(gòu)成PN結(jié)的。PN結(jié)內(nèi)的正、負(fù)離子層，相當(dāng)于存儲的正、負(fù)電荷，與極板電容器帶電的作用相似，因此PN結(jié)具有電容效應(yīng)，這種電容效應(yīng)稱為結(jié)電容或極間電容。
  點(diǎn)接觸型二極管的PN結(jié)結(jié)面積很小，因而極間電容很小，適用于高頻工作，但不能通過較大的電流。因此主要用于高頻檢波、脈沖數(shù)字電路，也可用于小電流整流電路。面接觸型二極管的PN結(jié)結(jié)面積大，因而極間電容也大，一般用于整流電路，而不宜用于高頻電路中。
 
  2. 按材料分
  按照所用半導(dǎo)體材料的不同，二極管又可分為硅二極管和鍺二極管。一股硅二極管多為面接觸型，鍺二極管多為點(diǎn)接觸型。
 
  3. 按功率分
  按照使用功率大小來分，二極管一般分為大功率二極管、中功率二極管和小功率二極管三類。大功率二極管一般用于電源部分。
 
  二極管的應(yīng)用
  二極管的應(yīng)用范圍很廣，主要都是利用它的單向?qū)щ娦?。它可以用于整流、檢波、鉗位、限幅以及在脈沖與數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。另外，利用二極管的反向擊穿特性，可以制作成穩(wěn)壓管。
  1. 整流
  利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫⒔涣麟妷鹤優(yōu)閱畏较虻拿}動電壓，稱為整流。簡單電路如圖1所示。關(guān)于整流電路的詳細(xì)工作原理，將在穩(wěn)壓電源部分介紹。

 
  2. 檢波
  收音機(jī)從載波信號中檢出音頻信號稱為檢波。工作原理與整流相似。載波經(jīng)過二極管后負(fù)半周被削去，經(jīng)過電容使高頻信號旁路，負(fù)載上得到低頻信號，其原理性電路如圖2所示。  
  3. 限幅
  限幅的作用是限制輸出電壓的幅度。某二極管限幅電路如圖3(a)所示，設(shè)u_i為正弦波，且U_M>U_S。當(dāng)u_i<U_S時，VD截止，此時電阻R中無電流，故u_o≈u_i。當(dāng)u_i>U_S時，VD導(dǎo)通，此時如果忽略二極管壓降，則u_o=U_S。輸出波形如圖3(b)所示，從而達(dá)到限幅的目的。  
  4. 鉗位與隔離
  當(dāng)二極管正向?qū)〞r，由于正向壓降很小，可以忽略，所以強(qiáng)制使其陽極電位與陰極電位基本相等，這種作用稱為二極管的鉗位作用。當(dāng)二極管加反向電壓時，二極管截止，相當(dāng)于斷路，陽極與陰極被隔離，稱為二極管的隔離作用。
  如圖4所示電路中，當(dāng)輸入端A的電位U_A=+3V，B的電位U_B=0V時，因為A端電位比B端電位高，所以VD_A導(dǎo)通，如果忽略二極管正向壓降，則U_F≈+3V。當(dāng)VD_A導(dǎo)通后，VD_B加的是反向電壓，因而截止。在這里，VD_A起到鉗位作用，把輸出端F的電位鉗制在+3V，VD_B起隔離作用，把輸入端B和輸出端F隔離開來。  
  5. 穩(wěn)壓管
  利用二極管的反向擊穿特性，可將二極管制成穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。它和普通二極管一樣，實(shí)質(zhì)上也是一個PN結(jié)。由于它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能夠起穩(wěn)定電壓的作用，所以稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管的伏安特性和符號如圖5示。
  穩(wěn)壓管的伏安特性與二極管的伏安特性相似，其差別是穩(wěn)壓管的反向特性曲線比較陡。穩(wěn)壓管與普通二極管不同，它工作在反向擊穿區(qū)，即對應(yīng)于反向特性曲線的AB段。由圖5可見，穩(wěn)壓管擊穿后，由于反向電流在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時，穩(wěn)壓管兩端的電壓卻變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。
  注意：穩(wěn)壓管必須反接入電路中，才能起到穩(wěn)壓的作用。


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