“Di”=两个,“Ode”=电极,即具有两个电极的器材或组件,即阳极“+”(P)和阴极“-”(N)。
二极管是一种两头单向电力电子设备。半导体二极管是半导体电子设备宗族中的榜首项发明。之后发明晰许多类型的二极管。但今日最常用的二极管也是半导体二极管。
二极管只答应电流沿一个方向活动,并阻断另一个方向的电流。它在一个方向上供给低电阻(抱负状况下为零),在另一个方向上供给高电阻(抱负状况下为无限)。
半导体资料有两种类型;本征和外在半导体。本征半导体是一种纯半导体,其间空穴和电子在室温下数量持平。在外在半导体中,添加杂质以添加空穴数或电子数。这些杂质是三价(硼、铟、铝)或五价(磷、砷、锑)。
假如咱们在硅或锗中添加三价杂质,则存在更多的空穴,而且是正电荷。因而,该层称为P型层。
假如咱们在硅或锗中添加五价杂质,则存在更多的电子,这是一个负改变。因而,该层称为N型层。
二极管是经过将N型和P型半导体衔接在一起而构成的。该器材是P型和N型半导体资料的组合,因而也称为PN结二极管。
二极管有两个端子;一个端子取自P型层,称为阳极。第二个端子取自N型资料,称为阴极。
在N型区域,电子是大都电荷载流子,空穴是少数电荷载流子。在P型区域,空穴是大都电荷载流子,电子是负电荷载流子。因为浓度差异,大大都电荷载流子分散并与相反的电荷从头结合。它发生正离子或负离子。这些离子在结处搜集。这个区域被称为干涸区域。
当二极管的阳极端子与负极端子衔接,阴极与电池的正极端子衔接时,二极管被称为反向偏置衔接。
类似地,当阳极端子与正极端子衔接而且阴极与电池的负极端子衔接时,二极管被称为正向偏置衔接。
二极管以反向偏置方法衔接。在这种状况下,自由电子分散到P型区域并与空穴从头结合。它会发生负离子。类似地,空穴分散到N型区域并与电子从头结合。它将发生正离子。
当将这种电压施加到电路上时,不动的离子会发生一个耗尽区域,如上图所示。耗尽区的宽度很大。因而,没有更多的空穴或电子穿过结。
即便以标称电压供电,它也不会发生电子或空穴流。因而,电流不可能流过二极管,它表现为开路开关。
在这里,十分少数的电流将流过电路。该电流称为反向饱和电流或反向漏电流。这种电流流向少数电荷载流子。该电流不足以传导二极管。
假如咱们将电压添加到反向击穿电压,少数电荷载流子会取得高动能并与原子磕碰。在这种状况下,共价键的数量开裂和很多的电子 - 空穴对发生很多的电流。
因为这种高电流,二极管可能会损坏。因而,在正常的状况下,二极管不会以反向偏置方法衔接。
当阳极与电池的正极端子衔接而且阴极与电池的负极端子衔接时,阳极相关于阴极为正极。听说二极管以正向偏置方法衔接。
现在,咱们逐步添加电源电压。假如咱们添加一个小的电压,大大都电荷载流子就只有少数的能量穿过耗尽区域。
在正向偏置条件下,耗尽区的宽度十分小。假如添加的电压超越正向击穿电压,则大大都电荷载流子将取得满足的能量来穿过耗尽区域。
在这种操作形式下,会发生十分少数的下跌。这种压降称为导通态压降。该形式的衔接图如下图所示。
二极管的VI特性显现了二极管电流和电压之间的联系。它是电压和电流之间的图形,其间电压在X轴上,电流在Y轴上。
当P型资料或阳极与电池的正极端子衔接,N型资料或阴极与电池的负极端子衔接时,二极管正向偏置衔接。
施加的电压由可变电阻操控。施加的电压逐步添加。在电压添加正向击穿电压之前,电流不会活动。因为在这种状况下,电压不足以将电荷载流子从一层移动到另一层。
关于硅,击穿电压为0.7V,关于锗,该电压为0.3V。一旦电压添加到该水平以上,电压就足以将电荷载流子从一个载流子移动到另一个载流子。因为电荷的活动,电流能够流过二极管。
如特性所示,零件OP对错线性部分。这显现了电压低于正向击穿电压的开端周期。在这里,电流十分小。
在这种状况下,二极管表现为闭合开关,因为它答应电流活动。关于抱负二极管,导通电阻为零,其行为为纯导体。
在反向偏置中,N型资料或阴极与电池的负极端子衔接。这种类型的衔接称为反向偏置衔接。
在这种状况下,电压在可变电阻的协助下逐步添加。但这个电压不足以引起电流的活动。
因为P型和N型层之间构成的结处于反向偏置状况,而且在这种状况下耗尽宽度很大。因而,标称电压不足以发生电荷载流子的运动。
因而,电流不会流过二极管。在此形式下取得的曲线是OA。如图所示,因为少数电荷载流子,将流出十分少数的电流,该电流不足以翻开二极管。
当施加的电压大于反向击穿电压时,因为雪崩击穿,将流出大电流。此部分在图中显现为 AB。
二极管用于电力电子的各种使用。二极管是一种单向双端子器材,只答应电流沿一个方向活动,而阻断另一个方向的电流。因为这一特性,二极管用于以下使用: