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二極管有哪些用途-二極管的用途分類(lèi)
二極管在電路中的應(yīng)用是必不可少的,無(wú)論是做整流電路還是鉗位作用還是其他的一些作用,都會(huì)用到它。下面，小編為大家分享二極管的用途分類(lèi)，快來(lái)看看吧!
變?nèi)荻䴓O管
用于自動(dòng)頻率控制(AFC)和調(diào)諧用的小功率二極管稱(chēng)變?nèi)荻䴓O管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過(guò)施加反向電壓， ;使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。
通常，雖然是采用硅的擴(kuò)散型二極管，但是也可采用合金擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的二極管，因?yàn)檫@些二極管對(duì)于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路，多以硅材料制作。
頻率倍增用二極管
對(duì)二極管的頻率倍增作用而言，有依靠變?nèi)荻䴓O管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻䴓O管稱(chēng)為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻䴓O管的工作原理相同，但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。
階躍二極管又被稱(chēng)為階躍恢復(fù)二極管，從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短，因此，其特長(zhǎng)是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波，那么，因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產(chǎn)生很多高頻諧波。
穩(wěn)壓二極管
這種管子是利用二極管的反向擊穿特性制成的，在電路中其兩端的電壓保持基本不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴(kuò)散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。
作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使用而制作的。二極管工作時(shí)的端電壓(又稱(chēng)齊納電壓)從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級(jí)。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài)，硅材料制作，動(dòng)態(tài)電阻RZ很小，一般為2CW、2CW56等;將兩個(gè)互補(bǔ)二極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為2DW型。
穩(wěn)壓二極管的溫度系數(shù)α：α表示溫度每變化1℃穩(wěn)壓值的變化量。穩(wěn)定電壓小于4V的管子具有負(fù)溫度系數(shù)(屬于齊納擊穿)，即溫度升高時(shí)穩(wěn)定電壓值下降(溫度使價(jià)電子上升較高能量);穩(wěn)定電壓大于7V的管子具有正溫度系數(shù)(屬于雪崩式擊穿)，即溫度升高時(shí)穩(wěn)定電壓值上升(溫度使原子振幅加大，阻礙載流子運(yùn)動(dòng));而穩(wěn)定電壓在4~7V之間的管子，溫度系數(shù)非常小，近似為零(齊納擊穿和雪崩擊穿均有)。
PIN型二極管(PIN Diode)
這是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造的晶體二極管。PIN中的I是"本征"意義的英文略語(yǔ)。當(dāng)其工作頻率超過(guò)100MHz時(shí)，由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和"本征"層中的渡越時(shí)間效應(yīng)，其二極管失去整流作用而變成阻抗元件，并且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。
在零偏置或直流反向偏置時(shí)，"本征"區(qū)的阻抗很高;在直流正向偏置時(shí)，由于載流子注入"本征"區(qū)，而使"本征"區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開(kāi)關(guān)(即微波開(kāi)關(guān))、移相、調(diào)制、限幅等電路中。
雪崩二極管(Avalanche Diode)
它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對(duì)晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時(shí)間，所以其電流滯后于電壓，出現(xiàn)延遲時(shí)間，若適當(dāng)?shù)乜刂贫稍綍r(shí)間，那么，在電流和電壓關(guān)系上就會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng)，從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。
江崎二極管(Tunnel Diode)
它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的N型區(qū)是高摻雜的(即高濃度雜質(zhì)的)。隧道電流由這些簡(jiǎn)并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生。
發(fā)生隧道效應(yīng)具備如下三個(gè)條件：①費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi);②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡(jiǎn)并半導(dǎo)體P型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比(IP/PV)，其中，下標(biāo)"P"代表"峰";而下標(biāo)"V"代表"谷"。江崎二極管可以被應(yīng)用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達(dá)毫米波段)，也可以被應(yīng)用于高速開(kāi)關(guān)電路中。
快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管(Step Recovary Diode)
它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是：在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū)，從而形成"自助電場(chǎng)"。由于PN結(jié)在正向偏壓下，以少數(shù)載流子導(dǎo)電，并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng)，使其反向電流需要經(jīng)歷一個(gè)"存貯時(shí)間"后才能降至最小值(反向飽和電流值)。
階躍恢復(fù)二極管的"自助電場(chǎng)"縮短了存貯時(shí)間，使反向電流快速截止，并產(chǎn)生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設(shè)計(jì)出梳狀頻譜發(fā)生電路�？焖訇P(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管用于脈沖和高次諧波電路中。
肖特基二極管 (Schottky Barrier Diode)
它是具有肖特基特性的"金屬半導(dǎo)體結(jié)"的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。
由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開(kāi)關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)肖特基二極管可以用來(lái)制作太陽(yáng)能電池或發(fā)光二極管。
可作為續(xù)流二極管，在開(kāi)關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起續(xù)流作用。
阻尼二極管
阻尼二極管多用在高頻電壓電路中，具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整流二極管，用在電視機(jī)行掃描電路作阻尼和升壓整流用。常用的阻尼二極管有2CN1、2CN2、BSBS44等。
瞬變電壓抑制二極管
TVP管，對(duì)電路進(jìn)行快速過(guò)壓保護(hù)，分雙極型和單極型兩種，按峰值功率(500W-5000W)和電壓(8.2V～200V)分類(lèi)。
雙基極二極管(單結(jié)晶體管)
兩個(gè)基極，一個(gè)發(fā)射極的三端負(fù)阻器件，用于張馳振蕩電路，定時(shí)電壓讀出電路中，它具有頻率易調(diào)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
檢波二極管
檢波二極管的主要作用是把高頻信號(hào)中的低頻信號(hào)檢出。它們的結(jié)構(gòu)為點(diǎn)接觸型，所以其結(jié)電容較小，工作頻率較高。一般都采用鍺材料制成。就原理而言，從輸入信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波，以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。
鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)400MHz，正向壓降小，結(jié)電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。類(lèi)似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極管，除用于檢波外，還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開(kāi)關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專(zhuān)用的特性一致性好的兩只二極管組合件。
整流二極管
就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。面結(jié)型，因此結(jié)電容較大，一般為3kHZ以下。最高反向電壓從25伏至3000伏分A～X共22檔。
分類(lèi)如下：①硅半導(dǎo)體整流二極管2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③用于電視機(jī)高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。
限幅二極管
二極管正向?qū)ê螅恼驂航祷颈３植蛔?硅管為0.7V，鍺管為0.3V)。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。
大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專(zhuān)用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售：依據(jù)限制電壓需要，把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)整體。
調(diào)制二極管
通常指的是環(huán)形調(diào)制專(zhuān)用的二極管。就是正向特性一致性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻䴓O管也有調(diào)制用途，但它們通常是直接作為調(diào)頻用。
混頻二極管
使用二極管混頻方式時(shí)，在500～10,000Hz的頻率范圍內(nèi)，多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。
放大二極管
用二極管放大，大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大，以及用變?nèi)荻䴓O管的參量放大。因此，放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻䴓O管。
開(kāi)關(guān)二極管
二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開(kāi)關(guān);在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。利用二極管的開(kāi)關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。
有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運(yùn)算和在數(shù)百毫安下使用的磁芯激勵(lì)用開(kāi)關(guān)二極管。小電流的開(kāi)關(guān)二極管通常有點(diǎn)接觸型和鍵型等二極管，也有在高溫下還可能工作的硅擴(kuò)散型、臺(tái)面型和平面型二極管。開(kāi)關(guān)二極管的特長(zhǎng)是開(kāi)關(guān)速度快。
而肖特基型二極管的開(kāi)關(guān)時(shí)間特短，因而是理想的開(kāi)關(guān)二極管。2AK型點(diǎn)接觸為中速開(kāi)關(guān)電路用;2CK型平面接觸為高速開(kāi)關(guān)電路用;用于開(kāi)關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)硅大電流開(kāi)關(guān)，正向壓降小，速度快、效率高。
發(fā)光二極管
用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成，體積小，正向驅(qū)動(dòng)發(fā)光。工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻、壽命長(zhǎng)、可發(fā)紅、黃、綠、藍(lán)單色光。隨著技術(shù)的進(jìn)步，近 來(lái) 研制成了白光高亮二極管，形成了LED照明這一新興產(chǎn)業(yè)。
還用于VCD、DVD、計(jì)算器等顯示器上。
硅功率開(kāi)關(guān)二極管
硅功率開(kāi)關(guān)二極管具有高速導(dǎo)通與截止的能力。它主要用于大功率開(kāi)關(guān)或穩(wěn)壓電路、直流變換器、高速電機(jī)調(diào)速及在驅(qū)動(dòng)電路中作高頻整流及續(xù)流箝拉,具有恢復(fù)特性軟、過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)、廣泛用于計(jì)算機(jī)、雷達(dá)電源、步進(jìn)電機(jī)調(diào)速等方面。
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