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[基础知识] 二极管的应用

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发表于 2009-3-7 22:01:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
USB-6009数据采集卡首发
二极管的应用 / D& j) i" B9 o6 b" q$ y% D6 {  n
1、检波用二极管
: G( x/ R+ A+ [+ P. ^! J* b% ^& N9 k# ]4 a9 v2 c
就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
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& o9 }( @8 K- o& G. q. W& k2、整流用二极管 . a9 ~6 s5 I$ R% q. q

/ f$ V; i  L6 h2 `就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流。以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。面结型,工作频率小于KHz,最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档。分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型。 ' [4 @& m2 D3 v: J2 E( \& |

5 e5 D  O0 N1 V; D3 C1 z3、限幅用二极管
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) E1 e5 Y  q6 s+ Q2 ^6 p大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。
7 C+ g1 f) H2 q
( W* _' u4 u. j$ U4、调制用二极管
* R" f+ s+ a& N. j# j6 K; e3 R) v% m5 t( f" C1 n  c3 f8 W# O! d
通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。
) f, ~' p4 U1 A7 B4 X( Q% u7 y  C9 `, D! r' R9 d  t& ]
5、混频用二极管
+ b( p6 H3 O2 p+ s2 @; ~- ^2 W& ]1 s9 ~+ T5 x3 A' N5 O) }
使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。
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! ^+ @) G2 q) ]. X& N# o/ u9 N6、放大用二极管 & U3 m0 M7 c6 l. Z9 o2 c7 d

- e* ~# O) m4 j1 x用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。
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7 M3 w; v0 U/ P& T4 ]! f& o7、开关用二极管
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6 o3 a' j+ d. O3 }2 Z, t# w有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。 $ H* V) m' I: D: {" l" F

7 ]( }. @' w, B+ Y# S8、变容二极管
# R  {+ {3 l, l
+ V0 y6 `6 C- y用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。***厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
* \0 V2 L$ u7 _' v/ N0 l3 E9 w3 V8 u$ v5 i
& q2 ^# x2 e" k$ R9、频率倍增用二极管 0 v/ F) k9 b$ `- Y7 f+ M2 j) ]

2 J; Q9 M$ D8 T) F$ b对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增。频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率。阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显著地短。如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。
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10、稳压二极管 : Y; d5 a" Y2 s
: t% }# T' n! S4 M
是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。作为控制电压和标准电压使用而制作的。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级。在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品。工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW型;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型。
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+ j# e& e; K  S: E8 D11、PIN型二极管(PIN Diode)
! C! E  ^0 s# T8 d9 x
9 P( U% J2 H8 H5 ?9 L这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。PIN中的I是“本征”意义的英文略语。当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和“本征”层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时,“本征”区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入“本征”区,而使“本征”区呈现出低阻抗状态。因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。 ( w% C4 L3 T9 T$ M2 d* ^) u$ m  |9 s
( }- f" B' z, k, P0 e1 f0 D8 h
12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode)
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# B! d% r* c' P" |" D. i它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。 ' K  t8 ~& Y6 `" {1 r
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13、江崎二极管 (Tunnel Diode)
: N! t# x( s% J) d) d
9 k2 X  Y$ S' N. S2 o$ L它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标“P”代表“峰”;而下标“V”代表“谷”。江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。 ; M5 G3 C6 ]5 ~# V
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14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode)
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- J/ k/ P4 v$ W2 w它也是一种具有PN结的二极管。其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成“自助电场”。由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个“存贮时间”后才能降至最小值(反向饱和电流值)。阶跃恢复二极管的“自助电场”缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中。
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15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode)
, I1 Q, V, W4 {3 @$ {. }( H+ c3 F* G% a
它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。 ' A# G1 z2 @9 Y2 g& C

- Y& w9 m9 R+ s& f16、阻尼二极管 6 }: |( V% g2 N% n
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具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。 . z: b% ]4 g: N& x* c

% Y1 r0 M( M+ S  u- d4 X% @17、瞬变电压抑制二极管
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TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类。 0 r. ]- r! i: W* v
4 ~# O  ^& H8 @( [5 b/ W$ M
18、双基极二极管(单结晶体管)
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两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点。 + m, l$ o3 _% j0 R

' t8 Y9 M4 N0 s5 h9 b19、发光二极管
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. Q% f/ g  t: V) {) f用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光。
IDAQ-USB-6009数据采集卡
发表于 2009-4-22 13:39:40 | 显示全部楼层
在线课堂
thanks for sharing
发表于 2011-1-30 09:23:37 | 显示全部楼层
多姿而啦啊
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