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二极管工作原理,二极管稳压电路解析

2022-02-25 09:04分类:电子元器件 阅读:

 

  二极管的英语是diode。二极管的正。负二个接线端子,(如图所示)一端称之为阳极氧化,一端称之为负极。电流量只有从阳极氧化向负极方位挪动。二极管是由半导体材料构成的元器件。半导体材料不管哪个方位都能流动性电流量。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  初期的真空泵电子器件二极管;它是一种可以单边传导电流的电子元器件。在半导体材料二极管內部有一个PN结2个导线接线端子,这类电子元器件依照另加电流的方位,具有单边电流量的传导性耳聋。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体煅烧产生的p-n结页面。在其操作界面的两边产生空间电荷层,组成建造静电场。当加上工作电压等于零时,因为p-n 结两侧自由电子的含量差导致蔓延电流量和由建造静电场导致的飘移电流量相同而位于电平衡状态,这也是常态化下的二极管特性。初期的二极管包括“猫须结晶(“Cat‘s Whisker” Crystals)”及其真空电磁阀(美国称之为“热分散阀(Thermionic Valves)”)。现如今最大多数的二极管大多数是应用半导体器件如硅或锗。

  二极管的特点:

  (1)二极管的正面特点:

  在电子线路中,将二极管的阳极接在高电位端,负级接进低电位差端,二极管便会通断,这类接口方式,称之为正方向参考点。当加在二极管两边的顺向工作电压很钟头,二极管依然无法通断,穿过二极管的正面电流量十分很弱。仅有当正方向工作电压超过某一标值(这一标值称之为“门坎工作电压”,锗二极管约为0.2V,硅二极管约为0.6V)之后,二极管才可以直正通断。通断后二极管两边的工作电压大部分维持不会改变(锗二极管约为0.3V,硅二极管约为0.7V),称之为二极管的“正方向损耗”。

  (2)二极管反方向特点:

  在电子线路中,二极管的正级接进低电位差端,负级接在高电位端,这时二极管中基本上沒有电流量穿过,这时二极管处在截至情况,这类接口方式,称之为反方向参考点。二极管处在方向参考点时,依然会出现细小的方向电流量穿过二极管,称之为泄露电流。当一般二极管两边的方向工作电压扩大到某一标值,反方向电流量会大幅度扩大,二极管将丧失单方位导电性特点,二极管会反方向击穿而毁坏。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  (3)稳压二极管:

  稳压二极管是一个独特的面触碰型的半导体材料硅二极管,其光电流特点曲线图与一般二极管类似,但反方向穿透曲线图较为陡,稳压二极管工作中于反方向穿透区,因为它在线路中与适度电阴相互配合后能发挥平稳电压的作用,故称之为稳压极管。稳压极管反方向工作电压在一定范畴内变动时,反方向电流量不大,当反方向工作电压提高到击穿电压时,反方向电流量忽然激增,稳压极管进而反方向穿透,自此,电流量尽管在较大区域内转变,但稳压极管两边的工作电压的转变却非常小,有利于这一特点,稳压极管浏览就在电源电路到具有稳压管的功效了。并且,稳压极管与其他一般二极管不一样,反方向穿透是可逆的,当除掉反方向工作电压稳压极管又恢复过来,但假如反方向电流量高于容许范畴,二极管可能发烫穿透而毁坏,因此 要用电阻器限定其电流量。

  (4)穿透:

  另加反方向工作电压超出某一标值时,反方向电流量会忽然扩大,这类情况称作电穿透。造成电穿透的临界值工作电压称之为二极管反方向击穿电压。电穿透时二极管丧失单边导电率。假如二极管沒有因电穿透而导致超温,则单边导电率不一定会被永久性毁坏,在撤销另加工作电压后,其特性仍可修复,不然二极管就破坏了。因此应用时要防止二极管另加的方向工作电压过高。

  二极管是一种具备单方面导电性的二端元器件,有电子器件二极管和晶体二极管之分,电子器件二极管已经非常少看到,较为常用和常见的多是晶体二极管。二极管的单边导电性特点,基本上在任何的电子线路中,都需要采用半导体材料二极管,它在众多的线路中起着至关重要的功效,它是问世最初的半导体元器件之一,其使用也十分普遍。

  二极管的管损耗:硅二极管(不发亮种类)正方向管损耗0.7V,锗管正方向管损耗为0.3V,发光二极管正方向管损耗会随不一样发亮色调而不一样。关键有三种颜色,实际损耗标准值以下:鲜红色发光二极管的损耗为2.0--2.2V,淡黄色发光二极管的损耗为1.8—2.0V,翠绿色发光二极管的损耗为3.0—3.2V,一切正常发亮时的额定电压约为20mA。二极管的电流与电流量并不是线性相关,因此 在将不一样的二极管串联的那时候要接相一致的电阻器。

  二极管的原理:

  二极管原理(正方向导电性,反方向不导电性)晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体产生的p-n结,在其页面处两边产生了空间电荷层,而且建了建造静电场,当没有另加工作电压时,由于p-n结两侧自由电子浓度值差导致的蔓延电流量和建造静电场导致的飘移电流量相同而位于电平衡状态。当造成正方向工作电压限幅时,外部静电场与建造静电场的相互之间抑消效果使自由电子的蔓延电流量提升造成了正方向电流量。(也就是导电性的缘故)当造成反方向工作电压限幅时,外部静电场与建造静电场进一步加强,产生在一定反方向工作电压范畴中与反方向偏置电压值没有关系的反方向饱和电流。(这也就是不导热的缘故)晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体产生的p-n结,在其页面处两边产生空间电荷层,并建了建造静电场当没有另加工作电压时,因为p-n结两侧自由电子浓度值差导致的蔓延电流量和建造静电场导致的飘移电流量相同而位于电平衡状态。当外部有正方向工作电压限幅时,外部静电场和建造静电场的相互之间抑消效果使自由电子的蔓延电流量提升造成了正方向电流量。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  二极管原理简易来讲便是PN结,二极管一端是P也就是空穴型半导体,在其中电子器件不够,有很多缺电子器件组成的“坑”,加静电场后,这种坑能挪动(实际上 是边上的电子器件回来填平,那一个电子器件回来以后产生了新的坑)

  另一端是N也就是电子器件型半导体,在其中电子器件稍微有点儿太多,产生了一些能够 任意运动的电子器件,P和N触碰在一起以后,触碰位置的N中的电子器件会来填P中的坑,产生一个沒有空穴都没有电子器件的层,称之为耗光,再加上正方向工作电压以后,静电场把电子器件从P的方位朝N赶,那样填了P中的坑的N的电子器件会被赶回去,耗尽层消退,这时能够 一切正常插电,再加上逆向工作电压以后,静电场把电子器件从N的方位朝P赶,那样大量的坑能被N的电子器件填掉,耗尽层加厚型,造成厚厚的一层没法导电性的地区,没法插电。

  稳压二极管原理:

  非常简单的稳压电源电路由稳压二极管构成如下图所示。从稳压二极管的特点得知,若能使稳压极管自始至终运行在它的稳压管区域内,则VO.基本上平稳在Vz上下。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  当国家电网工作电压上升时,若要维持输出电压不会改变,则电阻R上的损耗应扩大,即穿过R的工作电流扩大。这扩大的电流量由稳压二极管容下,它的工作中点将由b点挪到C点,由特点曲线图得知这时Vo≈Vz基本上维持不会改变。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  若稳压管二级管稳压电源电路负载电阻变钟头,要维持输出电压不会改变,负荷电流量要增大。因为VI维持不会改变,则穿过电阻器R的电流量不会改变。这时负荷必须扩大的电流量由稳压极管调整出去,它的工作中点将由b点挪到a点。因此 ,稳压极管可觉得是运用调整穿过本身的工作电流尺寸(直流电压基本上不会改变)来达到负荷工作电流的更改,并和功率电阻R相互配合将电流量的变动转换为工作电压的变动以满足配电网电流的转变。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  稳压二极管原理一种用以平稳电流的单结二极管。它的光电流特点,稳压二极管标记如图所示1所显示。构造同整流二极管。加在稳压二极管的方向工作电压提高到一定标值时,将很有可能有很多自由电子隧穿伪结的位垒,产生大的方向电流量,这时工作电压基本上不会改变,称之为隧道施工穿透。当反方向工作电压非常高时,当政垒区域内将很有可能造成很多自由电子,受强静电场功效产生大的方向电流量,而工作电压亦基本上不会改变,为雪崩击穿。因而,反方向工作电压邻近击穿电压时,反方向电流量快速提升,而反方向工作电压基本上不会改变。这一类似不会改变的电流称之为齐纳工作电压(隧道施工穿透)或山崩工作电压(雪崩击穿)。

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  图1 稳压二极管光电流特点曲线图

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  图2 闭合电路理想化方式

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  图3 理想化方式通断情况普遍的二种稳压电源电路接线方法

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  图4 具体方式通断情况

  二极管工作原理,二极管稳压电路解析

  图5 具体方式通断情况普遍的二种稳压管布线电源电路

  稳压二极管的基本参数

  1.Vz— 平稳工作电压。

  指稳压极管根据额定电压时两边形成的平稳工作电压值。该值随工作中电流量和环境温度的差异而略微更改。因为生产工艺技术的区别,同一型号规格稳压极管的降压值都不完全一致。比如,2CW51型稳压极管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。

  2.Iz— 平稳电流量。

  指稳压极管造成平稳工作电压时根据该管的电流。小于此值时,稳压极管虽并不是不可以稳压管,但稳压管实际效果会下降;高过此值时,只需不超过最大功率耗损,也是容许的,并且稳压管特性会更好一些,但是多耗费电磁能。

  3.Rz— 动态性电阻器。

  指稳压极管两直流电压转变与电流量变动的比率。该比率随工作中电流量的差异而更改,一般胜作电流量愈大,动态性电阻器则越小。比如,2CW7C稳压极管的工作中电流量为5mA时,Rz为18Ω;工作中电流量为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω ; 》 20mA则基本上保持此标值。

  4.Pz— 额定值功能损耗。

  由集成ic容许升温决策,其标值为平稳工作电压Vz和容许较大 电流量Izm的相乘。比如2CW51稳压极管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo

  5.Ctv— 工作电压温度系数。

  是表明平稳工作电压值受溫度干扰的主要参数。比如2CW58稳压极管的Ctv是 0.07%/°C,即溫度每上升1°C,其稳压管值将上升0.07%。

  6.IR— 反方向泄露电流。

  指稳压二极管在要求的方向工作电压下形成的泄露电流。比如2CW58稳压极管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。

  挑选二极管的基本准则:

  1.规定导插电放低时选锗管;规定反方向电流量钟头选硅管。

  2.规定通断电流量过大时选择面融合型;规定输出功率高时选点接触型。

  3.规定反方向击穿电压高时选硅管。

  4.规定耐热时选硅管。

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