二极管是开关吗(何谓二极管的开关作用)

海潮机械 2023-01-21 10:04 编辑:admin 268阅读

1. 何谓二极管的开关作用

作用是单向导电。可用于:检波、整流、稳压、隔离反向电。二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。二极管具有单向导电性能,即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开。

2. 何谓二极管的开关作用?

电吹风的开关上串接的二极管耐压1000V/5A它是起一个降压作用,也就是把220V的交流电通过串接二极管整流变为半波的脉动直流,也就是220v的一半120v左右,这样就改变了电砍风的工作电压而改变了电热效应,降低了风速,所以这二极管的作用是降压,也就是所为的高速档和低速档。

3. 二极管在开关电源中的作用

二极管在电源主要作是整流作用,还有稳压作用。

4. 什么是二极管的开关特性

几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

二极管的工作原理

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。

当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。

二极管的类型

二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。

面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。 平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。

二极管的导电特性

二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。

1、正向特性 在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。

2、反向特性 在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。

5. 何谓二极管的开关作用?二极管恒压降模型有何特点?

常用的有: 整流二极管、检波二极管、光敏二极管、发光二极管、恒流二极管、稳压二极管等。

还有特殊用途: 一、恒流二极管 1.恒流二极管的作用 恒流二极管(简称CRD)是用来稳定电流的二极管,它可以在较宽的电压变化范围内提供恒定不变的电流。恒流二极管主要应用各种放大电路(如音频功放电路)、振荡电路及稳压电源电路,在电路中作为恒流源或恒流偏置元件。2.常用的恒流二极管 常用的恒流二极管有2DH系列, 二、补偿二极管 1.补偿二极管的作用 补偿二极管是一种具有良好的温度特性和稳压特性的半导体二极管,广泛应用于各种半导体收音机、音响系统和通信设备中作温度补偿及电源降压补偿。2.常用的补偿二极管 常用的补偿二极管有2CB系列等。2CB系列补偿二极管采用环氧树脂陶瓷圆片状封装, 三、双基极二极管 1.双基极二极管的结构与作用 双基极二极管又称单结晶体管,是具有一个PN结的三端负阻器件。双基极二极管由一个PN结和一个N型硅片构成,在硅片的两端分别引出两个基极B1和B2,在PN结的P型半导体上引出的电极为发射极E。基极B1和基极 B2之间的N型区域可以等效为一个纯电阻,即基区电阻RBB。该电阻的阻值随着发射极电流的变化而改变。双基极二极管广泛应用于各种振荡器、定时器和控制器电路中。2.常用的双基极二极管 常用的双基极二极管有BT31系列、BT32系列和BT33系列, 四、磁敏二极管 1.磁敏二极管的作用 磁敏二极管是一种磁–电转换半导体器件,可以在较弱的磁场作用下,产生较高的输出电压,并随羊磁场方向的变化同步输出变化的正、负电压。磁敏二极管应用于磁场检测、电流测量、无触点开关及无电刷直流电动机的自动控制等方面。2.常用的磁敏二极管 常用的磁敏二极管有2DCM系列和2ACM系列。五、精密二极管 1.精密二极管的作用 精密二极管(简称PD)是一种具有稳定电压和稳定电流功能的高精度二极管,它工作温度适应范围较宽、线性好、稳定性非常高,主要应用于各种电子电路中,作为恒流源或恒压源。精密二极管的电路图形符号和文字符号与普通二极管相同。常用的精密二极管 常用的精密二极管有HW系列(单管)、SHW系列(对管)和THW系列(带温控器)等。六、隧道二极管 隧道二极管是采用砷化镓(GaAs)和锑化镓(GaSb)等材料混合制成的半导体二极管,其优点是开关特性好,速度快、工作频率高;缺点是热稳定性较差。一般应用于某些开关电路或高频振荡等电路中。隧道二极管的文字符号与普通二极管相同。

6. 二极管开关作用的工作原理

二级管的作用原则有九点:

1整流

二极管的作用之一就是整流,完成整流作用的二极管称为整流二极管。由于二极管具有单向导电性,因此可将方向交替变换的交流电转换为单一方向的脉冲直流电,完成整流的功能。

2限幅

二极管的作用之二就是限幅,完成限幅作用的二极管称为限幅二极管。由于在二极管两端加正向电压使其导通后,其正向压降基本保持不变,因此其在电路中可以作为限幅元件,将信号的幅度限制在一定的范围内。

3开关

二极管的作用之三就是可用作开关,完成开关作用的二极管称为开关二极管。由于二极管具有单向导电性,在正向电压作用下电阻很小,相当于通路,类似于开关打开状态;而在反向电压作用下电阻很大,相当于断路,类似于开关闭合状态。二极管具有的这种开关特性,使得其可以组成各种逻辑电路。

4续流

二极管的作用之四就是续流,经常在开关电源的电感中或继电器的感性负载中起到续流的作用。

5稳压

二极管的作用之五就是稳压,完成稳压作用的二极管称为稳压二极管。稳压二极管是一种工作于反向击穿状态的面结型硅二极管,在稳压电路中串入限流电阻,限制稳压二极管击穿后电流值,使得其击穿状态可以一直保持下去。

6变容

二极管的作用之六就是变容,完成变容作用的二极管称为变容二极管。可以通过对其施加反向电压来改变其PN结的静电容量,从而达到变容的功能,经常于电视机高频头的频道转换和调谐电路。

7显示

二极管的作用之七就是显示,完成显示作用的二极管称为发光二极管(LED),经常应用于VCD、DVD、计算器等显示器上,例如电脑硬盘的指示灯、充电器的指示灯等都是发光二极管在生活中的应用。

8:触发

二极管的作用之八就是触发,完成触发作用的二极管称为触发二极管,又称为双向触发二极管(DIAC),是一种具有对称性的二端半导体器件,经常用于触发双向可控硅,在电路中用作过压保护。

9:检波

二极管的作用之九就是检波,完成检波功能的二极管称为检波二极管。检波主要是将高频信号中的低频信号检出,这一作用经常用于收音机中。