百科知识

初探电子世界:五种二极管的类型解析

初探电子世界:五种二极管的类型解析

晶体管是建立在电子管的基础之上的发明,是电子管的升级版。

电子二极管主要由阳极、阴极、灯丝和真空管组成,也称作真空二极电子管。灯丝负责加热阴极,让其内部的热运动更加活跃。阴极通常由金属构成,我们知道金属内的自由电子运动受温度影响非常大。当温度升高时,会有自由电子从金属表面逸出,这就是电子的热发射现象。不同的金属热发射电子的能力不同,因此我们可以在阴极添加一些易于发射电子的物质来提升效果。当对阳极施加正电压时,会在阳极和阴极之间形成指向阳极的电场。在这个电场的作用下,阴极释放的电子会向阳极移动形成电流。电流的流向是从阳极到阴极,与电子的运动方向相反。而当我们给阳极施加负电荷时,则会阻碍电子的运动,无法形成电流。这就是二极电子管的工作原理,它具有良好的单向导电性,在某些方面比晶体二极管性能更强,但是其可通过的电流较小,并且需要的阳极电压较高。利用它的特性可以进行整流。为了增强整流效果,人们研发出了双二极管,它们共用一个阴极,可用于全波整流。

再让我们来了解一下晶体二极管,它同样具有单向导电性。但与电子管不同的是,晶体二极管的单向导电原理并非基于电子的热激发,而是依赖于被称为PN结的空间电荷区来实现。其导电是由多子空穴和电子两种电荷形成的。这两种电荷的运动方向相反。在正向偏置条件下(p区接正极,n区接负极),这两种电荷定向移动形成正向电流。而在反向偏置条件下(p区接负极,n区接正极),则形成反向电流。由于少子的浓度很低,所以反向电流很小。

晶体二极管的PN结是其实现单向导电的关键所在。除了这一核心特性外,晶体二极管还有一些基本特性,例如正向导通门槛电压和工作压降与温度成正比等。在电路中,二极管的电路代号为“D”。

二极管种类繁多,每种二极管都有其特定的应用场景和工作原理。例如整流二极管用于将交流电转化为直流电;检波二极管用于收音机的调制信号接收;肖特基二极管适用于高频整流;开关二极管具有快速开关速度;稳压二极管工作于反向击穿状态;双向触发二极管在达到门槛电压后迅速击穿;发光二极管则广泛应用于电源指示、LED照明、交通信号灯等。

了解二极管的基本工作参数也是非常重要的,包括正向导通电压、正向工作电流、最高反向电压、反向电流、反向恢复时间、最高工作温度以及结电容等。这些参数有助于我们更好地理解和应用二极管。例如锗二极管和硅二极管的正向导通电压有所不同。当二极管处于正向导通状态时,它会表现出一定的压降并耗散功率。为了提高效率,一些开关电源会使用场效应管进行同步整流。

二极管是一种重要的电子元件,其种类多样、应用广泛。希望能够帮助大家更好地理解和应用二极管。


初探电子世界:五种二极管的类型解析

你可能也会喜欢...