何謂二極管?在電子元件當(dāng)中,一種具有兩個(gè)電極的裝置,只允許電流由單一方向流過,許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而變?nèi)荻O管(Varicap Diode)則用來當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。
由于大部分的二極管所具備的電流方向性,因而我們通常稱之為“整流(Rectifying)”功能。二極管最普遍的功能,就是只允許電流由單一方向通過(稱為順向偏壓),反向時(shí)阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極管可以想象成電子版的逆止閥。
二極管是日常中最常見的電子元件之一,幾乎在所有的電子設(shè)備組成部分中都能找到它的身影。那么,今天芯仔來給大家剖析下——關(guān)于二極管的工作原理。
二極管的工作原理
首先,這是二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
二極管是由半導(dǎo)體材料(硅、硒、鍺等)制成的。
一般來講,晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層,構(gòu)成自建電場。當(dāng)外加電壓等于零時(shí),由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài),這也是常態(tài)下的二極管特性。
二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成的。據(jù)悉,純硅是沒有電子的,所以就需要摻雜N型雜質(zhì)跟P型雜質(zhì)。
值得注意的是,在早期的真空電子二極管,它是一種能夠單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流的傳導(dǎo)性。
在PN結(jié)中,讓人感到有趣的是,N區(qū)的電子偏愛傾向與P區(qū)的空穴中,所以P區(qū)帶負(fù)電,反之P區(qū)的電子偏愛傾向與N區(qū)的空穴中,所以N區(qū)帶正電,從而內(nèi)部建立電場。
如果把二極管跟電源連接,那么電源將把電子吸引進(jìn)入空穴;在此情況下,電流并不能形成,通常這種情況被稱為二極管的方向偏置。
而如果將二極管的正極連接到二極管的P側(cè),那情況又將完全不同。假設(shè)電子將被負(fù)極推開,那么正極將N區(qū)中的電子吸引到P區(qū)空穴中,并且在外部電路中流動(dòng),這一過程就叫二極管中的正向偏置。
換句話說,本身二極管存在的作用,就相當(dāng)于一個(gè)電流的單向閥。在反向偏置時(shí),有微量電流,而在正向偏置時(shí),同樣有微量電流,兩者的區(qū)別不過是在穿透中間勢(shì)力后,電流急劇增加,但是,即使電壓很高,二極管的兩頭電壓也不會(huì)失控。
究其原因,是由于N極在正向偏置時(shí),二極管對(duì)電流的阻礙非常小,而在反向偏置時(shí),電壓太高二極管就會(huì)擊穿,這就是二極管的單向電流特性。
二極管的正負(fù)極如何區(qū)分?
1)一般來說,普通二極管有色端標(biāo)識(shí)的一級(jí)是負(fù)極。
2)發(fā)光二極管判斷的話,長腳是正極,短腳是負(fù)極。如果都是一樣長的話,那么里面大一點(diǎn)的是負(fù)極,比較小的那個(gè)是正極。
3)晶體二極管PN結(jié)的導(dǎo)通方向是 P-N ,也就是P-N導(dǎo)通(P正,N負(fù))。PN結(jié)正向?qū)ǚ较蚪刂痢?/p>
另外,在印制板中通過PCB板上絲印來判別二極管正負(fù)極的方法有:
1)有缺口的一端為負(fù)極;
2)有橫杠的一端為負(fù)極;
3)有白色雙杠的一端為負(fù)極;
4)三角形箭頭方向的一端為負(fù)極;
5)插件二極管絲印小圓一端是負(fù)極,大圓是正極;
6)插件發(fā)光二極管方孔為第一腳為正極。
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