
二极管的特性都有哪些?
2023-05-17 11:09:09
晨欣小编
二极管是一种在电路中广泛使用的半导体元件。它的一个主要特点是有一个PN结,可通过PN结实现电路的整流、限幅、变容和检波等功能。本文将详细介绍二极管的特性。
1. 导通方向及正向电压降
二极管的PN结具有单向导电性,只有当使PN结正向偏置时,才能通过电流,而在反向偏置时会形成一个很大的电阻。在正向偏置下的二极管,当给定正向电压时,电流会不断进行,而当电压升高时,电流也会升高,这种关系很像一条电阻线——式子为i = I_s (e^(V_d /U_t) - 1)。在二极管的电路中,为了使二极管完成自己的工作,必须将正向电压控制在一定范围内。
2. 反向击穿电压
反向击穿是指,当二极管反向偏置电压超过一定值时,产生突然增加的反向电流,导致二极管失效,这个电压叫做反向击穿电压。 当反向电压达到反向击穿电压时,PN结内部出现导电通道,电子跨越PN结流向正端,电流突然增大,二极管将失去整流作用。如Zener等。
3. 前向压降和反向漏电流
在正向偏置时,二极管会有一个固定的最小电压,称为前向压降。而在反向偏置时,由于PN结的存在,会出现一定的“漏电流”,这个漏电流会随着反向电压的加大而增大。在最大反向偏置电压下,漏电流也称为反向饱和电流,一般非常小。
4. 噪声因数和响应时间
另外一些二极管特性包括噪声因数和响应时间。二极管存在暂态时延,这通常被称为响应时间。响应时间是指二极管切换从导通到截止或从截止到导通所需的时间。当信号的频率越高时,响应时间将会变得越短,但由于电荷注入/排空所需的时间,可以使其响应时间增长。
5. 功能分类和用途
根据功率、尺寸和应用场合的不同,二极管也可以分为多种类型,例如:整流二极管、开关二极管、Zener二极管、LED二极管等。各种不同类型的二极管可以用于不同的电路应用中,例如整流电源、电子开关、电子调节和波形检测等。
6. 应用举例
二极管的应用十分广泛。例如,当一个电视机使用工作时,二极管可以用于整流电路以使交流电压变成直流电压。在计算机的微处理器中,二极管用于输入和输出任务,还可以用于控制和调节电子设备,例如风扇速度、LED电池供电等。此外,一些智能手机使用的摄像头也需要二极管来保护CCD元件不受到反向偏置电流的影响。
综上所述,二极管是电子电路的基本元素之一,它的特性包括导通方向及正向电压降、反向击穿电压、前向压降和反向漏电流、噪声因数和响应时间、功能分类和用途等。对于电子工程师和工程技术者来说,了解并合理运用二极管的特点和各项参数是非常必要的。