二極管的分類及其應用

  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)部結構分
  按內(nèi)部結構的不同，二極管可分為點接觸型和面接觸型。點接觸型二極管是由一根很細的金屬絲和一塊半導體熔接在一起而構成PN結的。PN結內(nèi)的正、負離子層，相當于存儲的正、負電荷，與極板電容器帶電的作用相似，因此PN結具有電容效應，這種電容效應稱為結電容或極間電容。
  點接觸型二極管的PN結結面積很小，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結結面積大，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。
 
  二極管的應用
  二極管的應用范圍很廣，主要都是利用它的單向導電性。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
  利用二極管的單向導電性可以將交流電壓變?yōu)閱畏较虻拿}動電壓，稱為整流。簡單電路如圖1所示。關于整流電路的詳細工作原理，將在穩(wěn)壓電源部分介紹。

 
  2. 檢波
  收音機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)過二極管后負半周被削去，經(jīng)過電容使高頻信號旁路，負載上得到低頻信號，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u_i為正弦波，且U_M>U_S。當u_i<U_S時，VD截止，此時電阻R中無電流，故u_o≈u_i。當u_i>U_S時，VD導通，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，從而達到限幅的目的。  
  4. 鉗位與隔離
  當二極管正向導通時，由于正向壓降很小，可以忽略，所以強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。當二極管加反向電壓時，二極管截止，相當于斷路，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導通，如果忽略二極管正向壓降，則U_F≈+3V。當VD_A導通后，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體硅二極管。它和普通二極管一樣，實質上也是一個PN結。由于它在電路中與適當數(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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