一根筋的二极管

面包板社区 2022-12-04 20:00
今天和大家一起来看一下二极管的相关知识内容和典型的使用方法。在本章节中,您会看到如下几部分的内容:
  1. 二极管的基本概念相关的知识;
  2. 二极管的分类相关的基本知识;
  3. 二极管典型应用和电路等知识;

1.二极管的基本概念相关的知识

二极管的全称是晶体二极管,是一种具有单向导电特性的半导体器件,其内部结构由P型半导体和N型半导体构成,在外部具有两个引脚,P型半导体所引出的电极引脚叫做阳极,N型半导体所引出的电极引脚叫做阴极,P型半导体和N型半导体所烧结而成的接合面就是PN结。其电气符号和电路符号如图1所示。
1-二极管内部结构和电气符号
二极管具有单向导电特性,当PN结正向偏置时,二极管导通;二极管反向偏置时,二极管截止不导通。二极管的特性曲线如图2所示。
2-二极管的特性曲线
当给二极管两端加正向电压并且电压大于二极管的开启电压后,二极管导通,并且在工作范围内二极管的导通压降基本维持在一个固定的值左右,不会有较大的变化。这个值,硅管大约是0.7V,锗管大约是0.2V。未导通之前的电压范围叫做二极管的死区电压。
当给二极管两端加反向电压时,二极管处于截止状态几乎没有电流流过,但是当反向电压达到一定程度后,二极管的反向电流突然增大,这表明二极管被击穿。所以在使用二极管时应避免其反向电压过高。
二极管是有方向区分的,不管是直插的还是贴片的,在其柱体的一端有一条横杠,该横杠代表的是二极管的负极,另一端代表的是二极管的正极。如图3所示。
3-二极管的方向区分

2.二极管的分类相关的基本知识

二极管的种类繁多,各式各样。按照材料分,有硅管、锗管等;按照制造工艺可以分为点接触型二极管和面接触型二极管;按照功能可以分为:整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、肖特基二极管、发光二极管、、快恢复二极管、瞬态抑制二极管等。下面介绍几个典型的二极管。
发光二极管
发光二极管是二极管的一种,主要起到指示和照明作用,当给发光二极管通以合适的电流之后,二极管即会发光,可以用作电源指示、状态指示和照明用。发光二极管有红色、绿色、蓝色、白色、黄色等,根据其颜色不同,其工作电流和正向压降也不完全相同,其工作电流的一般范围为2-20mA,正向压降的一般范围为0.8-2V。
发光二极管的驱动方式一般有三种方式:1)拉电流方式;2)灌电流方式;3)硬件方式。如图4所示。
4-发光二极管的驱动方式
拉电流方式和灌电流方式主要是针对单片机驱动发光二极管的情况,所谓拉电流是由单片机输出高电平驱动二极管,所谓灌电流是由单片机输出低电平驱动二极管,建议灌电流的方式。
稳压二极管
稳压二极管的工作状态是处于反向击穿状态,当稳压二极管被击穿后,二极管两端的电压将会稳定在某个固定值附近,起到对电压的钳位作用,一般起到对后级电路的保护作用和稳压作用。其典型的电路如图5所示。
5-稳压二极管应用电路
必须要注意的是,稳压二极管要反向连接在电路中,即二极管的阳极接电源负,阴极接电源正。
瞬态抑制二极管TVS
瞬态抑制二极管的英文简称为TVS管,它是一种保护器件,当两端受到高能量的冲击时,TVS管瞬间将自身的高阻转化为低阻,从而吸收大电流保护后级电路。TVS管可以分为单向TVS和双向TVS,其位置一般在电源的输入端,防止瞬间的高于损坏后级的破坏电路,典型电路如图6所示。
6-TVS典型应用电路

3.二极管典型应用和电路等知识

二极管的主要特性就是单向导电特性,其所有的应用基本上都是以这个特性为依据的。在本章节中主要介绍如下几个应用:整流电路应用、续流二极管应用、防反接应用。对于其他应用可以私信我获取售后支持。
整流电路应用
所谓整流,就是将直流转化为交流的过程,所用的器件是整流桥,而整流桥是由四个二极管所构成的,交流电经过整流桥后变为脉动直流,通过加大电容滤波可以变为较为平滑的直流。整流电路以及电流的方向如图7所示。
7-典型的整流电路
续流二极管应用
续流二极管一般用于感性负载中,反向并联在感性负载两端,最典型的应用就是继电器驱动电路。如图8所示。
8-续流二极管典型应用
由于感性负载具有阻碍电流变化的特性,当继电器线圈在失电的瞬间,会在线圈两端感应出反向电动势,该反向电动势会非常高可能会超过三极管的集电极-发射极之间的耐压,从而把三极管击穿。在线圈两端反向并联一个二极管后,反向电动势经过续流二极管泄放,从而保护了三极管。
除此之外,续流二极管在DC/DC电路中也有非常重要的应用,这一部分在《电子入门03:电感的基本知识和用法》中详细描述过,大家可以翻阅。
防反接应用
在接电源线的时候,可能由于粗心把电源线给接反了把产品烧掉,为了防止这种情况,可以在电源输入端加入一个二极管,利用二极管的反向导电特性,实现电源防反接,即使电源被接反,由于二极管不能导通,也不会把后级电路给烧掉。典型电路图如图9所示。
9-二极管防电源反接
由于二极管存在正向压降,所以对于低电压的情况,要考虑二极管压降的影响。除此之外,可以使用MOS实现电源防反接,甚至可以使用整流桥来实现电源的无极性接线。
相信通过以上内容大家对二极管有了一定的认识,如果疑问的地方欢迎留言讨论,或者私信我。在下一章节中,您将学习到有关三极管的相关知识。

END


评测中心 免费申请


☝长按图片,扫码申请☝

面包板社区 面包板社区——中国第一电子人社交平台 面包板社区是Aspencore旗下媒体,整合了电子工程专辑、电子技术设计、国际电子商情丰富资源。社区包括论坛、博客、问答,拥有超过250万注册用户,加入面包板社区,从菜鸟变大神,打造您的电子人脉社交圈!
评论 (0)
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦