二極管的分類功能應用範圍解析

                             

 

 

 

1、整流二極管。整流二極管利用二極管的單向導電特性將交流電源整流成脈動的直流電。因爲整流二極管的正向電流較大,所以整流二極管的結構一般採用面接觸式,這種結構導致整流二極管結電容較大,通常情況下整流二極管的工作頻率小於3KHz。全密封金屬結構封裝和塑料封裝是整流二極管常見的封裝方式,其中正向額定電流在1A以上的整流管採用金屬殼封裝,以充分散熱;正向額定電流在1A以下的整流管多是採用全塑料的封裝。
選用整流二極管時主要考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復時間等參數。對於普通串聯穩壓電源電路中使用的整流管,其對截止頻率的反向恢復時間要求不高,只需根據電路設計需求選擇最大整流電流和最大反向工作電流滿足要求的整流管即可。開關型穩壓電源的整流電路及脈衝整流電路中使用的二級管,應該選用工作頻率高、反向恢復時間短的整流管。
2、檢波二極管。檢波二極管是將疊加在高頻載波中的低頻信號篩選出來的器件,其具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。檢波二極管具有正向壓降小、檢波效率高、結電容小、頻率特性好等特點。在選用檢波二極管時時,應該根據電路設計需求選擇工作頻率高、反向電流小、正向電流足夠大的檢波二極管。
3、開關二極管。由於半導體二極管存正向偏置下導通電阻很小,而在施加反向偏壓截止時截止電阻很大,開關電路中利用半導體二極管單向導電特性就可以對電流起接通和關斷的作用,此類半導體二極管稱爲開關二極管。
中速開關電路和檢波電路可以選用2AK系列普通開關二極管。高速開關電路可以選用RLS系列、1sS系列、1N系列、2CK系列的高速開關二極管。要根據應用電路的主要參數(例如正向電流、最高反向電壓、反向恢復時問等)來選擇開關二極管的具體型號。開關二極管主要應用於收錄機、電視機、影碟機等家用電器及電子設備有開關電路、檢波電路、高頻脈衝整流電路等。
4、穩壓二極管。穩壓二極管又名齊納二極管,是利用PN結反向擊穿時電壓基本上不隨電流變化而變化的特點來達到穩壓的目的,因爲它能在電路中起穩壓作用,故稱爲穩壓二極管(簡稱穩壓管) 。
穩壓二極管是根據擊穿電壓來分擋的,其穩壓值就是擊穿電壓值。穩壓二極管主要作爲穩壓器或電壓基準元件使用,穩壓二極管可以串聯起來得到較高的穩壓值。選用的穩壓二極管應滿足應朋電路中主要參數的要求。穩壓二極管的穩定電壓值應與應用電路的基準電壓值相同,穩壓二極管的最大穩定電流應高於應用電路的最大負載電流50%左右。
5、雪崩二極管(Avalanche Diode)。雪崩二極管是在穩壓管工藝技術基礎上發展起來的一種微波功率器件,它在外加電壓的作用下可以產生高頻振盪。雪崩二極管利用雪崩擊穿對晶體注入載流子,因載流子渡越半導體晶片需要一定的時間,所以其電流滯後於電壓,出現延遲時間,若適當地控制渡越時間,那麼,在電流和電壓關係上就會出現負阻效應,從而產生高頻振盪。它常被應用微波通信、雷達、戰術導彈、遙控、遙測、儀器儀表等設備中。
6、快速恢復二極管(FRD)。快速恢復二極管(Fast Recovery Diode)是一種新型的半導體二極管,這種二極管的開關特性好,反相恢復時間短,通常用於高頻開關電源中作爲整流二極管。
快速恢復二極管的特點就是它的恢復時間很短,這一特點使其適合高頻(如電視機中的行頻)整流。快速恢復二極管有一個決定其性能的重要參數——反向恢復時間,反向恢復時間的定義是,二極管從正向導通狀態急劇轉換到截止狀態,從輸出脈衝下降到零線開始,到反向電源恢復到最大反向電流的10%所需要的時間。
超快速恢復二極管(SRD)是在快速恢復二極管的基礎上研製的,它們的主要區別就是反向恢復時間更小。普通快速恢復二極管的反向恢復時間爲幾百納秒,超快速恢復二極管(SRD)的反向恢復時間一般爲幾十納秒,數值越小的快速恢復二極管的工作頻率越高。當工作頻率在幾十至幾百k H z時,普通整流二極管正反向電壓變化的時間慢於恢復時間,普通整流二極管就不能正常實現單向導通而進行整流工作了.此時就要用快速恢復整流二極管才能勝任,因此,彩電等家用電器採用開關電源供電的整流二極管通常爲快速恢復二極管,而不能用普通整流二極管代替,否則,用電器可能會不能正常工作。
7、肖特基二極管(SBD)。肖特基二極管是肖特基勢壘二極管(Sehottky Barrier Diode,簡稱SBD)的簡稱。是一種具有低功耗、大電流、超高速半導體器件,其反向恢復時問極短(可以小到幾納秒),正向導通壓降僅0.4 V左右,而整流電流卻可達到幾千安培,這些優良特性是快恢復二極管所無法比擬的。
肖特基二極管是用貴重金屬(金、銀、鋁、鉑等)爲正極,以N型半導體爲負極,利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而製成的金屬一半導體器件。肖特基二極管通常用在高頻、大電流、低電壓整流電路中。
8、瞬態電壓抑制二極管。瞬態電壓抑制二極管簡稱TVP管(transient—voltage—suppressor)。它是在穩壓管的工藝基礎上發展起來的一種半導體器件,主要應用於對電壓的快速過壓保護電路中。廣泛用於計算機、電子儀表、通信設備、家用電器以及野外作業的機載/船用及汽車用電子設備,並可以作爲人爲操作引起的過電壓衝擊或雷電對設備的電擊等保護元件。
瞬態電壓抑制二極管按照其峯值脈衝功率可以分爲四類:50W、1000W、1500W、5000W。瞬態電壓抑制二極管在兩端電壓高於額定值時,會瞬間導通,兩端電阻將以極高的速度從高阻改變爲低阻,從而吸收一個極大的電流,將管子兩端的電壓鉗位在一個預定的數值上。
9、發光二極管。 發光二極管的英文簡稱是LED,它是採用磷化鎵、磷砷化鎵等半導體材料製成的、可以將電能直接轉換爲光能的器件。發光二極管除了具有普通二極管的單向導電特性之外,還可以將電能轉換爲光能。給發光二極管外加正向電壓時,它也處於導通狀態,當正向電流流過管芯時,發光二極管就會發光,將電能轉換成光能。
發光二極管的發光顏色主要由製作管子的材料以及摻人雜質的種類決定。目前常見的發光二極管發光顏色主要有藍色、綠色、黃色、紅色、橙色、白色等。其中白色發光二極管是新型產品。發光二極管的工作電流通常爲2~25mA。工作電壓(即正向壓降)隨着材料的不同而不同:普通綠色、黃色、紅色、橙色發光二極管的工作電壓約2v;白色發光二極管的工作電壓通常高於2.4V;藍色發光二極管的工作電壓通常高於3.3V。發光二極管的工作電流不能超過額定值太高,否則,有燒燬的危險。故通常在發光二極管迴路中串聯一個電阻R作爲限流電阻。紅外發光二極管是一種特殊的發光二極管,其外形和發光二極管相似,只是它發出的是紅外光,在正常情況下人眼是看不見的。其工作電壓約1.4V,工作電流一般小於20mA。有些公司將兩個不同顏色的發光二極管封裝在一起,使之成爲雙色二極管(又名變色發光二極管),這種發光二極管通常有三個引腳,其中一個是公共端,它可以發出三種顏色的光(其中一種是兩種顏色的混和色),故通常作爲不同工作狀態的指示器件。
10、雙向觸發二極管。雙向觸發二極管也稱二端交流器件(DIAC),它是一種硅雙向電壓觸發開關器件,當雙向觸發二極管兩端施加的電壓超過其擊穿電壓時,兩端即導通,導通將持續到電流中斷或降到器件的最小保持電流纔會再次關斷。雙向觸發二極管通常應用在過壓保護電路、移相電路、晶閘管觸發電路、定時電路中。
11、變容二極管。變容二極管(Variable—Cacitance Diode,VCD)是利用反向偏壓來改變PN結電容量的特殊半導體器件。變容二極管相當於一個容量可變的電容器,它的兩個電極之間的PN結電容大小隨加到變容二極管兩端反向電壓大小的改變而變化,當加到變容二極管兩端的反向電壓增大時,變容二極管的容量減小。由於變容二極管具有這一特性,所以它主要用於電調諧迴路(如彩色電視機的高頻頭)中,作爲一個可以通過電壓控制的自動微調電容器。
選用變容二極管時,應着重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結電容等參數是否符合應用電路的要求,應選用結電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變容二極管。
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作者:公子小白_城南 
來源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/q393523361/article/details/82721890 
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二極管的型號命名方法

(1)按照國產半導體器件型號命名方法:二極管的型號命名由五個部分組成:主稱、材料與極性、類別、序號和規格號(同一類產品的檔次)。

(2)日本半導體器件命名型號由以下5部分組成:

第一部分:用數字表示半導體器件有效數目和類型;“1”表示二極管,“2”表示三極管。

第二部分:用“S”表示已在日本電子工業協會登記的半導體器件;

第三部分:用字母表示該器件使用材料、極性和類型;

第四部分:表示該器件在日本電子工業協會的登記號;

第五部分:表示同一型號的改進型產品。

二極管的參數選擇

(1)額定正向工作電流

額定正向工作電流指二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。

(2)最大浪湧電流

最大浪湧電流,是允許流過的過量正向電流,它不是正常電流,而是瞬間電流。其值通常是額定正向工作電流的20倍左右。

(3)最高反向工作電壓

加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時,管子將會擊穿,失去單向導電能力。爲了保證使用安全,規定了最高反向工作電值。例如,lN4001二極管反向耐壓爲50V,lN4007的反向耐壓爲1000V。

(4)反向電流

反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向導電性能越好。

反向電流與溫度密切相關,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。

硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。

(5)反向恢復時間

從正向電壓變成反向電壓時,電流一般不能瞬時截止,要延遲一點點時間,這個時間就是反向恢復時間。它直接影響二極管的開關速度。

(6)最大功率

最大功率就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流。這個極限參數對穩壓二極管等顯得特別。

(7)頻率特性

由於結電容的存在,當頻率高到某一程度時,容抗小到使 PN 結短路。導致二極管失去單向導電性,不能工作,PN 結面積越大,結電容也越大,越不能在高頻情況下工作。

肖特基二極管與普通二極管的區別

硅管的初始導通壓降是0.5V左右,正常導通壓降是0.7V左右,在接近極限電流情況下導通壓降是1V左右;鍺管的初始導通壓降是0.2V左右,正常導通壓降是0.3V左右,在接近極限電流情況下導通壓降是0.4V左右,肖特基二極管的初始導通壓降是0.4V左右,正常導通壓降是0.5V左右,在接近極限電流情況下導通壓降是0.8V左右。

兩種二極管都是單向導電,可用於整流場合。區別是普通硅二極管的耐壓可以做得較高,但是它的恢復速度低,只能用在低頻的整流上,如果是高頻的就會因爲無法快速恢復而發生反向漏電,最後導致管子嚴重發熱燒燬;肖特基二極管的耐壓能常較低,但是它的恢復速度快,可以用在高頻場合,故開關電源採用此種二極管作爲整流輸出用,儘管如此,開關電源上的整流管溫度還是很高的。

快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管(5us以下),工藝上多采用摻金措施,結構上有采用PN結型結構,有的採用改進的PIN結構。其正向壓降高於普通二極管(1-2V),反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分爲快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間爲數百納秒或更長,後者則在100納秒以下。 肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘爲基礎的二極管,簡稱肖特基二極管(Schottky Barrier  Diode),具有正向壓降低(0.4--0.5V)、反向恢復時間很短(10-40納秒),而且反向漏電流較大,耐壓低,一般低於150V,多用於低電壓場合。 這兩種管子通常用於開關電源。 肖特基二極管和快恢復二極管區別:前者的恢復時間比後者小一百倍左右,前者的反向恢復時間大約爲幾納秒~! 前者的優點還有低功耗,大電流,超高速~!電氣特性當然都是二極管阿~!快恢復二極管在製造工藝上採用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

4、肖特基二極管與快恢復二極管的區別

肖特基二極管:

反向耐壓值較低(一般小於150V),通態壓降0.3-0.6V,小於10nS的反向恢復時間。它是有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓較低。

其金屬層除材料外,還可以採用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料採用硅或砷化鎵,多爲N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的

PN結大得多。由於肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅爲RC時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。並且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來製作太陽能電池或發光二極管。

快恢復二極管:有0.8-1.1V的正向導通壓降,35-85nS的反向恢復時間,在導通和截止之間迅速轉換,提高了器件的使用頻率並改善了波形。快恢復二極管在製造工藝上採用摻金,單純的

擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.

目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件.

快恢復二極管FRD(Fast Recovery  Diode)是近年來問世的新型半導體器件,具有開關特性好,反向恢復時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等優點。超快恢復二極管SRD(Superfast  Recovery Diode),則是在快恢復二極管基礎上發展而成的,其反向恢復時間trr值已接近於肖特基二極管的指標。它們可廣泛用於開關電源、脈寬調製器(PWM)、不間斷電源(UPS)、交流電動機變頻調速(VVVF)、高頻加熱等裝置中,作高頻、大電流的續流二極管或整流管,是極有發展前途的電力、電子半導體器件。

肖特基二極管:反向耐壓值較低(一般小於 150V),通態壓降 0.3-0.6V,小於 10nS 的反向恢復 時間。它是有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外, 還可以採用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料採用硅或砷化鎵,多爲 N 型半導體。這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的 PN 結大得多。由於肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅爲 RC 時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達 100GHz。並且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來製作太陽能電池或發光二極管。

快恢復二極管:有 0.8-1.1V 的正向導通壓降,35-85nS 的反向恢復時間,在導通和截止之間 迅速轉換,提高了器件的使用頻率並改善了波形。快恢復二極管在製造工藝上採用摻金,單純的 擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆 變電源中做整流元件.快恢復二極管 FRD(Fast Recovery Diode)是近年來問世的新型半導體器件,具有開關特性 好,反向恢復時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等優點。超快恢復二極管 SRD(Superfast Recovery Diode),則是在快恢復二極管基礎上發展而成的,其反向恢復時間 trr 值已接近於肖特 基二極管的指標。它們可廣泛用於開關電源、脈寬調製器(PWM)、不間斷電源(UPS)、交流 電動機變頻調速(VVVF)、高頻加熱等裝置中,作高頻、大電流的續流二極管或整流管,是極 有發展前途的電力、電子半導體器件。

總結

   一、肖特基二極管的優點:器件本身具有很高的開關頻率,而且它的反向擊穿電壓比較的低。同時因爲技術的不斷改進,對新型材料的使用,使得肖特基二極管本身充滿了生機以及很強的競爭力。

 

    二、肖特基二極管的不足:在運行的過程中,肖特基二極管的反向偏壓比較的低,同時它的反向漏電流卻是比較大的,而且在實際的操作過程中它容易產生髮熱的現象,對器件的運作和效率都會造成一定的影響。

 

  肖特基二極管的單向導電性,電源接反了直接導通肖特基二極管,保護後級電路,其實這裏肖特基二極管主要起過壓吸收作用,異常電壓或高諧波超過肖特基二極管擊穿電壓時,肖特基二極管導通,保護電路以免擊穿。當電壓反接之後,肖特基二極管與5V的輸出端是並聯電路,而肖特基二極管的阻抗要小,所以分流較多,從而保護輸出端。

 

 

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