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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
! z  z# A( z) R( X+ T2 ~8 }+ O1、检波用二极管 / G. L" M" X1 z  V
( \6 w/ n+ k1 t5 q+ w, |* \
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。
. t) {" U0 o& V/ t0 `9 C
% b3 M0 h2 l8 X9 E% d$ R% h2、整流用二极管 8 J& c0 O/ q5 X2 z  _

. o% K$ j- V3 J, n- C, e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。
) {. D. Y  P# ]- X( h) k/ R: f7 e$ x: b
3、限幅用二极管 + c& v( e2 r: \& \  e# W

& B1 d0 }) Z4 `( |# p0 `8 H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。 8 r8 y1 I! ^- H# N
! V1 d1 Z+ h% |
4、调制用二极管
8 }2 T! W! d: j& o: W8 r2 D) |1 p" y3 m; a
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。 3 n6 o, g* T0 g  s+ n- X+ d
- A. f' s  J( v2 ^% ?) F
5、混频用二极管
+ \: a, l5 }$ i  u& W, |4 F/ `! _! m+ R
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。
& z# U) y0 \" w! Q( S3 u9 j: n- Z1 [" d9 V- C
6、放大用二极管 ( z! a6 a1 [6 V3 j9 m/ [  o# Q0 X% Z5 L
9 |5 e7 {7 U. f( E. Q
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。 $ J  s4 T( `. O% L: G, p1 c! Z

: {3 r: d2 W$ s  x7、开关用二极管 ! T8 |" R  X7 f- g7 i5 _
7 U' D2 \" A0 K: F6 K6 j: s0 r/ @* F, O
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。 / G5 V; R# ^! u: C
& Q2 i6 H) O$ a9 Y4 m
8、变容二极管 8 f1 O- ~4 Q- d0 a+ x) b

* k4 C" o3 ^! n1 U# 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。 % l' f' P$ y. ~* `( L* w6 V

% b) v9 ?/ F5 Z6 x# U9、频率倍增用二极管
# w# T+ j5 P2 t* K+ R$ r9 C. x- ^& y) F! n8 P0 L& Y, r
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。
7 c) J6 A6 L4 M& N0 @  b
9 L% K6 t1 J1 g10、稳压二极管
) q& q; C4 v& ?
# C+ C3 J  ]; J, [8 O" |* q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。
1 ]( f9 E# P" e
9 H7 |9 \! r0 C' l: X; {2 |) M11、PIN型二极管(PIN Diode)
/ L& m+ ^0 u* n7 K, R1 j. d& b' _' T8 p8 Z/ `- `+ B& {) v
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。 : K5 N( H( M. L- W* ~

5 ^  |3 d& M6 L; e12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode) ! B3 d; U, `: F

% n; i5 {+ E. {1 A8 |& a+ j1 J) E% Z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。
- L8 r% _- K( ~9 v% G& ^
% ]9 l$ l- [9 X  e13、江崎二极管 (Tunnel Diode) 5 |. B$ B1 G5 L9 m

+ P' p# B2 L+ q' U! F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。
' L6 C* a6 E! o7 Z9 z3 ]* P5 n6 `9 P
14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode) $ P  f" a, x; s2 \% f
1 V! S, G7 I* v' I, q8 U
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。 1 O5 ?4 k! K! u: q) f

! a2 U9 V# R( J# @2 P$ m15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode) & M. x/ D; G: u; S1 ]! [

" k4 Z+ Q+ w0 z  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。
) @7 }6 w+ m1 B( j& P: ^- x
7 h) d/ r. u0 r5 b16、阻尼二极管 & e0 D# _3 Y4 [: \) A; R" O5 P

7 ~% ~2 R. P" i7 J9 J& d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。 6 r9 B" a. e; C7 ~# r% d

/ z2 Q; m( D& e# e6 o17、瞬变电压抑制二极管 3 _3 ^, W# K0 q; r2 f
9 L0 p1 V( s% X7 x. A
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。
, w: y4 G+ J, t) [$ G1 g* U( q
) c( R# g* t$ \" C) q# C& R18、双基极二极管(单结晶体管)
6 w7 _8 ~& f8 T3 L2 ^. L$ t0 {8 |1 j& K/ \3 ]
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。
, ^+ s5 s% r) F2 d$ l: ]" F- B; m2 I0 U1 }8 _4 N
19、发光二极管 : z( W. c% _' E

9 H  d& N& t- |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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