儀表知識：二極管的功能特點與檢測應用

二極管的功能特點與檢測應用

認識二極管

 辨別二極管類型

二極管是一種常用的半導體器件。它是由一個p型半導體和一個n型半導體形成的pn結，并在pn結兩端引出相應的電極引線，再加上管殼密封制成的。二極管的共同特性是單向導電性。二極管種類有很多，可分為整流二極管、穩壓二極管、檢波二極管、開關二極管、發光二極管、光電二極管、變容二極管、快恢復二極管、雙向二極管等。圖為常見的二極管類型。

圖常見的二極管類型

如圖所示，根據結構的不同，二極管又可以分為面接觸型二極管和點接觸型二極管。

圖不同結構的二極管

補充說明：

面接觸型二極管是指內部pn結采用合金法或擴散法制成的二極管,pn結的面積較大,能通過較大的電流,工作頻率較低,常用作整流元件。

相對于面接觸型二極管而言,點接觸型二極管的pn結面積較小,它是由一根很細的金屬絲與一塊型半導體晶片的表面接觸,使觸點和半導體牢固熔接構成pn結.這樣制成的pn結面積很小,只能通過較小的電流和承受較低的反向電壓,高頻特性好.點接觸型二極管主要用于高頻和小功率電路或用作數字電路中的開關元件。

整流二極管

圖為典型的整流二極管.整流二極管是一種具有整流作用的晶體二極管,即可將交流整流成直流,主要用于整流電路中。

穩壓二極管

圖為典型的穩壓二極管。穩壓二極管是由硅材料制成的面接觸型晶體二極管,利用pn結反向擊穿時,其兩端電壓固定在某一數值,而基本上不隨電流大小變化而變化的特點來進行工作的,因此可達到穩壓的目的.這里的反向擊穿狀態是正常工作狀態,并不損壞二極管。

檢波二極管

圖為典型的檢波二極管.檢波二極管是利用晶體二極管的單向導電性,再與濾波電容配合,可以把疊加在高頻載波上的低頻信號檢出來的器件.這種二極管具有較高的檢波效率和良好的頻率特性,常用在收音機的檢波電路中。

圖典型的檢波二極管

開關二極管

圖為典型的開關二極管。開關二極管利用單向導電性可對電路進行"開通"或"關斷"控制,導通、截止速度非常快,能滿足高頻和超高頻電路的需要,廣泛應用于開關和自動控制等電路中。

圖典型的開關二極管

補充說明：

開關二極管一般采用玻璃或陶瓷外殼封裝,以減小管殼電容.通常,開關二極管從截止(高阻抗)到導通(低阻抗)的時間被稱為"開通時間”;從導通到截止的時間被稱為"反向恢復時間";兩個時間的總和被統稱為"開關時間".開關二極管的開關時間很短,是一種非常理想的電子開關,具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點。

發光二極管

圖為典型的發光二極管。發光二極管是指在工作時能夠發出亮光的晶體二極管,簡稱led,常用于顯示器件或光電控制電路中的光源。

圖典型的發光二極管

補充說明：

發光二極管是將電能轉化為光能的器件,通常用元素周期表中的ⅲ族和v族元素的砷化鎵、磷化鎵等化合物制成.采用不同材料制成的發光二極管可以發出不同顏色的光,常見的有紅光、黃光、綠光、橙光等。

發光二極管在正常工作時,處于正向偏置狀態,在正向電流達到一定值時就發光.具有工作電壓低、工作電流很小、抗沖擊和抗振性能好、可靠性高、壽命長的特點。

光電二極管

圖為典型的光電二極管.光電二極管的特點是當受到光照射時,二極管反向阻抗會隨之變化(隨著光照射的增強,反向阻抗會由大變小),利用這一特性,光電二極管常用作光電傳感器件使用。

變容二極管

圖為典型的變容二極管。變容二極管是利用pn結的電容隨外加偏壓而變化這一特性制成的非線性半導體元件，在電路中起電容器的作用，它被廣泛地用于超高頻電路中的參量放大器、電子調諧器及倍頻器等高頻和微波電路中。

快恢復二極管

圖為典型的快恢復二極管。快恢復二極管（frd）也是一種高速開關二極管，這種二極管的開關特性好，反向恢復時間很短，正向壓降低，反向擊穿電壓較高（耐壓值較高）。主要應用于開關電源、pwm脈寬調制電路以及變頻等電子電路中。

雙向二極管

圖為典型的雙向二極管。雙向二極管又稱二端交流器件，簡稱diac，是一種具有三層結構的對稱兩端半導體器件，常用來觸發晶閘管或用于過電壓保護、定時、移相電路。