二极管的类型|小信号,LED,肖特基,齐纳

在本教程中,我们将学习不同类型的二极管。包括小信号二极管、齐纳二极管、发光二极管、肖特基二极管、隧道二极管、雪崩二极管等。本文将简要介绍不同类型的二极管的基本功能及其电路符号。

介绍

二极管是电子元件用作单向阀,这意味着它允许电流在一个方向上流动。这些二极管由半导体材料锗,硅和硒制造。如果它允许电流允许电流允许,则二极管的操作可以分为两种方式,否则它是向前偏置的。

不同类型的二极管有不同的电压要求。硅二极管的正向电压为0.7v,锗二极管的正向电压为0.3v。在硅二极管中,暗带表示阴极端,另一端表示阳极端。二极管一般用作极性反保护装置和瞬态保护装置。有许多类型的二极管,其中一些列举如下。

不同类型的二极管

现在让我们简要介绍几种常用类型的二极管。

1.小信号二极管

它是一种具有化特性的小型设备,其应用主要涉及高频和非常低的电流装置,如无线电和电视等,以保护二极管免受污染,它被玻璃包裹,所以它也被命名为玻璃钝化二极管这广泛地用作1N4148。

与电力二极管相比,信号二极管的外观非常小。表示阴极端子,一个边缘用黑色或红色标记。对于高频率的应用,小信号二极管的性能非常有效。

关于信号二极管的功能频率,电流和功率的承载能力非常低,其最大值几乎是150mA和500MW。

信号二极管是硅掺杂半导体二极管或锗掺杂二极管,但根据掺杂材料的不同,二极管的特性是不同的。在信号二极管中,掺硅二极管的特性与掺锗二极管的特性大致相反。

硅信号二极管在耦合处有高电压降约0.6至0.7伏,因此它有很高的电阻,但正向电阻很低。锗信号二极管的电压降在0.2 ~ 0.3伏之间,正向电阻高,因此电阻低。由于信号小,在小信号二极管中功能点不被中断。

2.大信号二极管

这些二极管具有大的PN结层。因此,AC转换为DC电压是无界的。这也增加了电流正向容量和反向阻塞电压。这些大信号也会破坏功能点。由此,它不适用于高频应用。

这些二极管的主要应用是逆变器等电池充电装置。在这些二极管中,正向电阻范围为欧姆,反向阻塞电阻处于兆欧姆欧姆。由于它具有高电流和电压性能,因此可以在用于抑制高峰电压的电气设备中使用。

3.齐纳二极管

它是在齐纳击穿原理下工作的无源元件。1934年由Clarence zener首次制作。它在正向上与普通二极管相似,当施加电压达到击穿电压时,它也允许电流反向。它是用来防止其他半导体器件产生瞬时电压脉冲的。它充当电压调节器。

1.齐纳二极管符号

4.发光二极管(LED)

这些二极管将电能转换为光能。首先在1968年开始生产。它经历了电致发光过程,其中孔和电子重新组合以产生光的形式产生能量。

早期他们在电感灯中使用,但现在在最近的应用程序中,他们正在使用环境和任务处理。主要用于自动照明,交通信号,相机闪烁的应用。

2.发光二极管

5.恒流二极管

它也称为电流调节二极管或恒流二极管或电流限制二极管或二极管连接的晶体管。二极管的功能调节特定电流的电压。

它的作用是作为一个双端电流限制器。在这种JFET作为电流限制器,以实现高输出阻抗。恒流二极管符号如下所示。

3.恒流二极管6.肖特基二极管

在这种类型的二极管中,通过使半导体材料与金属接触来形成结。由于此,正向电压降降至min。半导体材料是N型硅,其用作阳极,金属用作其材料是铬,铂,钨等的阴极。

由于金属连接,这些二极管具有高电流导电能力,因此切换时间减少。因此,肖特基在交换应用程序方面更使用。主要是因为金属半导体结电压降低,又增加了二极管性能并降低功率损耗。因此,这些用于高频整流器应用。肖特基二极管的符号如下所示。

4.肖特基二极管

7.肖克利二极管

这是第一个半导体器件的发明,它有四层。也称为PNPN二极管。它等于一个晶闸管没有栅极端子,这意味着栅极端子是断开的。由于没有触发输入,二极管导电的唯一方式是提供正向电压。

它一直开着,一直关着。二极管有导电和不导电两种工作状态。在非导电状态下,二极管以较低的电压导电。

5.肖克利二极管或4层二极管

Shockley二极管的象征如下:

6. Shockley二极管

Shockley二极管应用
  • 触发SCR的开关。
  • 作为弛豫振荡器。

8.步恢复二极管

它也称为捕捉二极管或电荷存储二极管。这些是特殊类型的二极管,其存储来自正脉冲的电荷,并在正弦信号的负脉冲中使用。电流脉冲的上升时间等于捕捉时间。由于这种现象,它具有速度回收脉冲。

这些二极管的应用是更高阶乘法器和脉冲整形器电路。这些二极管的截止频率非常高,几乎处于Giga Hertz订单。

作为倍增器,该二极管截止频率范围为200 ~ 300ghz。在10ghz范围的工作中,这些二极管起着至关重要的作用。对于低阶乘子,效率较高。这个二极管的符号如下所示。

7.步骤恢复二极管隧道二极管

它用作高速开关,订单纳米秒。由于隧道效果,它在微波频率区域具有非常快的操作。它是两个终端装置,其中掺杂剂的浓度太高。

瞬态响应受连接电容加杂散布线电容的限制。主要用于微波振荡器和放大器。它充当最负导电装置。隧道二极管可以机械和电气地调谐。隧道二极管的符号如下所示。

8.隧道二极管

隧道二极管应用
  1. 振荡电路。
  2. 微波电路。
  3. 抗核辐射的。

10.变容二极管

这些也被称为可变二极管。它的作用就像可变电容器。操作主要只在反向偏置状态下进行。这些二极管是非常著名的,因为它的能力,改变电容范围内的电路存在恒压流。

它们可以将电容变化到很高的值。在变容二极管中,通过改变反向偏置电压可以减少或增加耗尽层。这些二极管有许多应用,如手机的压控振荡器,卫星预滤波器等。变容二极管的符号如下。

9.变容二极管

变容二极管应用程序
  1. 电压控制电容器。
  2. 电压控制振荡器。
  3. 参数放大器。
  4. 倍频器。
  5. 电视,电视机和蜂窝电话中的FM发射器和相位锁定环。

11.激光二极管

类似于通过P-N结形成有源区的LED。电激光二极管是P-I-N二极管,其中有源区位于内在区域中。用于光纤通信,BarcodeReaders,激光指示灯,CD / DVD /蓝光读取和记录,激光打印。

激光二极管类型:
  1. 双异质结构激光器:在该区域同时可用的自由电子和孔。
  2. 量子井激光器:具有多个量子阱的激光器称为多量子阱激光器。
  3. 量子级联激光器:这些是异质结激光器,其使激光动作能够在相对长的波长下实现。
  4. 分离约束异质结构激光器:为了补偿量子激光器中的薄层问题,我们采用了分离约束异质结构激光器。
  5. 分布式布拉格反射器激光器:它可以是边缘发射激光器或vcsels。

激光二极管的符号如图所示:

10.激光二极管

12.瞬态电压抑制二极管

在半导体器件中,由于状态的突然变化,电压会发生瞬变。它们会损坏设备输出响应。为了克服这个问题,使用了电压抑制二极管。电压抑制二极管的工作原理类似于齐纳二极管的工作原理。

这些二极管的操作正常为P-n结二极管,但在瞬态电压时其操作变化。在正常情况下,二极管的阻抗高。当电路中发生任何瞬态电压时,二极管进入到提供低阻抗的雪崩击穿区域。

它自发地非常快,因为雪崩击穿持续时间以皮秒为单位。瞬态电压抑制二极管将电压箝位到固定的电平,其箝位电压大多在最小的范围内。

这些技术在电信、医疗、微处理器和信号处理等领域都有应用。它对过电压的响应比压敏电阻或气体放电管更快。

暂态电压抑制二极管的符号如下所示。

11.瞬态电压抑制二极管

二极管的特点是

  • 泄漏电流
  • 最大反向隔离电压
  • 击穿电压
  • 钳位电压
  • 寄生capacitience
  • 寄生电感
  • 它能吸收的能量

13.金掺杂二极管

在这些二极管中,金用作掺杂剂。这些二极管比其他二极管更快。在这些二极管中,反向偏置条件的漏电流也较少。即使在较高的电压降,它也允许二极管以信号频率运行。在这些二极管中,黄金有助于更快地重组少数型载体。

14.超级势垒二极管

它是一种具有像肖特基二极管一样的低正向压降和像p-n结二极管一样的低反向漏电流的整流二极管。它是专为高功率,快速开关和低损耗的应用。超级势垒整流器是比肖特基二极管正向电压低的下一代整流器。

15. Peltier二极管

在这种类型的二极管中,在半导体的两个材料交界处,它产生热量,从一个终端流到另一个终端。这种流动只在与电流相等的方向上进行。

这种热是由于少数载流子复合所产生的电荷而产生的。这主要用于冷却和加热应用。这种类型的二极管用于传感器和热机的热电冷却。

16.晶体二极管

这也称为猫的晶须,它是一种点接触二极管。其操作取决于半导体晶体和点之间的接触压力。

在这个装置中,有一根金属丝压在半导体晶体上。在这种情况下,半导体晶体充当阴极,金属丝充当阳极。这些二极管在本质上已经过时了。主要用于微波接收器和探测器。

水晶二极管应用
  1. 晶体二极管整流器
  2. 水晶二极管探测器
  3. 水晶无线电接收器

17.雪崩二极管

这是在雪崩原理下工作的无源元件。它在反向偏置条件下工作。在反向偏置条件下,由于p-n结产生的电离,它产生了大电流。

这些二极管专门设计用于在特定的反向电压下进行故障以防止损坏。雪崩二极管的符号如下所示:

12.雪崩二极管

雪崩二极管使用
  1. 射频噪声生成:它充当天线分析盒桥的RF的来源,也是白色噪声发生器。用于无线电设备以及硬件随机数发生器。
  2. 微波频率发电:在此,二极管充当负电阻装置。
  3. 单光子雪崩探测器:这些是光水平应用中使用的高增益光子探测器。

18.可控硅

它由三个终端组成,它们是阳极,阴极和门。它几乎等于震惊二极管。当其名称表示当在电路中施加小电压时,它主要用于控制目的。硅控制整流器的符号如下所示:

13.可控硅

操作模式:
  1. 转发阻塞模式(关闭状态):在这种情况下,j1和j3是正向偏置,而j2是反向偏置。它提供了低于导通电压的高电阻,因此被称为断开状态。
  2. 正向导通模式(在状态下):通过增加阳极和阴极的电压,或者通过在栅极上施加正脉冲,我们可以打开。要关闭唯一的方法是减少流过它的电流。
  3. 反向阻塞模式(关闭状态):SCR阻止反向电压被命名为不对称的SCR。主要用于电流逆变器。

19.真空二极管

真空二极管由两个电极组成,其将作为阳极和阴极作用。阴极由钨组成,钨呈阳极方向发出电子。始终是电子流量将从阴极到阳极。所以,它就像一个开关一样。

如果阴极涂覆氧化物材料,则电子发射能力高。阳极有点长,在某些情况下,他们的表面是粗糙的,以降低温度发展在二极管。二极管只会在一种情况下导通,即当阳极对于阴极端是正的。符号如图所示:

14.真空二极管

20. PIN二极管

普通P-N结二极管的改进版本为引脚二极管提供。在引脚二极管掺杂中不是必需的。本征材料是指在增加耗尽层的P和N区之间插入没有电荷载流子的材料。

当我们施加向前偏置电压时,孔和电子将推入本征层。由于这种高喷射水平,电场也将通过本征材料进行电气。该领域使载体从两个区域流动。PIN二极管的符号如下所示:

15.引脚二极管

PIN二极管应用:
  1. RF开关:引脚二极管用于信号和组件选择。例如,引脚二极管充当低相位噪声振荡器中的范围开关电感器。
  2. 衰减器:它用作桥梁衰减器中的桥梁和分流电阻。
  3. 照片探测器:它可以探测x射线和伽马射线光子。

21.点联系设备

用一根金或钨丝作为点接触点,通过使高电流通过产生PN结区。如图所示,在与金属板相连的导线的边缘处产生了一个小的PN结区域。

16.点联系设备

在正方向上,它的操作非常相似,但在反向偏压条件下,导线就像一个绝缘体。由于这个绝缘体位于两个板之间,所以二极管就充当了一个电容器。一般来说,当交流电流在电路中以高频率流动时,电容器阻塞直流电流。这些是用来检测高频信号的。

22. Gunn二极管

用n型半导体材料制作了Gunn二极管。两种n型材料的耗尽区都很薄。当电路中的电压增加时,电流也会增加。在某一电压水平后,电流将呈指数级下降,因此表现为负的差动电阻。

它有两个砷化镓和磷化铟电极,因此它有负的微分电阻。它也被称为转移电子器件。它产生微波射频信号,所以它主要用于微波射频器件。它也可以用作放大器。Gunn二极管的符号如下所示:

17. Gunn二极管二极管特性

接下来,信号二极管教程

33回应

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