二极管有哪些用途-二极管的用途分类
二极管在电路中的应用是必不可少的,无论是做整流电路还是钳位作用还是其他的一些作用,都会用到它。下面,我为大家分享二极管的用途分类,快来看看吧!。
变容二极管
用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压,;使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。
通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。
结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
频率倍增用二极管
对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增。
频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率。
阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显着地短。
如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。
稳压二极管
这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的,在电路中其两端的电压保持基本不变,起到稳定电压的作用。是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。
作为控制电压和标准电压使用而制作的。
二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级。
在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品。
工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW、2CW56等;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型。
稳压二极管的温度系数α:α表示温度每变化1℃稳压值的变化量。
稳定电压小于4V的管子具有负温度系数(属于齐纳击穿),即温度升高时稳定电压值下降(温度使价电子上升较高能量);稳定电压大于7V的管子具有正温度系数(属于雪崩式击穿),即温度升高时稳定电压值上升(温度使原子振幅加大,阻碍载流子运动);而稳定电压在4~7V之间的管子,温度系数非常小,近似为零(齐纳击穿和雪崩击穿均有)。
PIN型二极管(PINDiode)
这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。
PIN中的I是"本征"意义的英文略语。
当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和"本征"层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。
在零偏置或直流反向偏置时,"本征"区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入"本征"区,而使"本征"区呈现出低阻抗状态。
因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。
它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。
雪崩二极管(AvalancheDiode)。
它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。
产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。
它常被应用于微波领域的振荡电路中。
江崎二极管(TunnelDiode)
它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。
发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。
江崎二极管为双端子有源器件。
其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷"。
江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。
快速关断(阶跃恢复)二极管(StepRecovaryDiode)。
它也是一种具有PN结的二极管。
其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成"自助电场"。
由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个"存贮时间"后才能降至最小值(反向饱和电流值)。
阶跃恢复二极管的"自助电场"缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中。
肖特基二极管(SchottkyBarrierDiode)。
它是具有肖特基特性的"金属半导体结"的二极管。
其正向起始电压较低。
其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。
其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。
这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。
由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。
其工作频率可达100GHz。
并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
可作为续流二极管,在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。
阻尼二极管
阻尼二极管多用在高频电压电路中,具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。常用的阻尼二极管有2CN1、2CN2、BSBS44等。
瞬变电压抑制二极管
TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类。
双基极二极管(单结晶体管)
两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点。
检波二极管
检波二极管的.主要作用是把高频信号中的低频信号检出。
它们的结构为点接触型,所以其结电容较小,工作频率较高。
一般都采用锗材料制成。
就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。
锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。
类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。
也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
整流二极管
就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流。
以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。
面结型,因此结电容较大,一般为3kHZ以下。
最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档。
分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型。
限幅二极管
二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
大多数二极管能作为限幅使用。
也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。
为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。
也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。
调制二极管
通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。
混频二极管
使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。
放大二极管
用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。
开关二极管
二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。
有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。
小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。
开关二极管的特长是开关速度快。
而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。
2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。
发光二极管
用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿、蓝单色光。随着技术的进步,近来研制成了白光高亮二极管,形成了LED照明这一新兴产业。
还用于VCD、DVD、计算器等显示器上。
硅功率开关二极管
硅功率开关二极管具有高速导通与截止的能力。
它主要用于大功率开关或稳压电路、直流变换器、高速电机调速及在驱动电路中作高频整流及续流箝拉,具有恢复特性软、过载能力强的优点、广泛用于计算机、雷达电源、步进电机调速等方面。
;变容二极管工作条件
电子元器件基础知识
常用元器件的识别
一、电阻
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R15表示编号为15的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等。
参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:千欧(KΩ),兆欧(MΩ)等。换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧。
电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。
数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:
472表示47×102Ω(即4.7K);104则表示100K色环标注法使用最多,现举例如下:
四色环电阻五色环电阻(精密电阻)电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:
颜色有效数字倍率允许偏差(%)
银色/10-2±10
金色/10-1±5
黑色0100/
棕色1101±1
红色2102±2
橙色3103/
黄色4104/
绿色5105±0.5
蓝色6106±0.2
紫色7107±0.1
灰色8108/
白色9109+5至-20
无色//±20
二、电容
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C25表示编号为25的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2πfc。
(f表示交流信号的频率,C表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。
其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10uF/16V。
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示。
字母表示法:1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF。
数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。
如:102表示10×102PF=1000PF224表示22×104PF=0.22uF。
3、电容容量误差表
符号FGJKLM
允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%。
如:一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。
4、故障特点
在实际维修中,电容器的故障主要表现为:
(1)引脚腐蚀致断的开路故障。
(2)脱焊和虚焊的开路故障。
(3)漏液后造成容量小或开路故障。
(4)漏电、严重漏电和击穿故障。
三、晶体二极管
晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。
1、作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶体二极管按作用可分为:整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法:二极管的识别很简单,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。
3、测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下:
型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007。
耐压(V)501002004006008001000。
电流(A)均为1
四、稳压二极管
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。
1、稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
2、故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:型
号1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511N4761。
稳压值3.3V3.6V3.9V4.7V5.1V5.6V6.2V15V27V30V75V。
五、电感
电感在电路中常用“L”加数字表示,如:L6表示编号为6的电感。
电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。
直流可通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。
电感在电路中可与电容组成振荡电路。
电感一般有直标法和色标法,色标法与电阻类似。如:棕、黑、金、金表示1uH(误差5%)的电感。
电感的基本单位为:亨(H)换算单位有:1H=103mH=106uH。
六、变容二极管
变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”
的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。
变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。
在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能变差:
(1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。
(2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时,就应该更换。
同型号的变容二极管。
七、晶体三极管
晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。
1、特点:晶体三极管(简称三极管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。
它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
电话机中常用的PNP型三极管有:A92、9015等型号;NPN型三极管有:A42、9014、9018、9013、9012等型号。
2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用,在常见电路中有三种接法。为了便于比较,将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表,供大家参考。
名称共发射极电路共集电极电路(射极输出器)共基极电路。
输入阻抗中(几百欧~几千欧)大(几十千欧以上)小(几欧~几十欧)。
输出阻抗中(几千欧~几十千欧)小(几欧~几十欧)大(几十千欧~几百千欧)。
电压放大倍数大小(小于1并接近于1)大
电流放大倍数大(几十)大(几十)小(小于1并接近于1)。
功率放大倍数大(约30~40分贝)小(约10分贝)中(约15~20分贝)。
频率特性高频差好好
续表
应用多级放大器中间级,低频放大输入级、输出级或作阻抗匹配用高频或宽频带电路及恒流源电路。
3、在线工作测量
在实际维修中,三极管都已经安装在线路板上,要每只拆下来测量实在是一件麻烦事,并且很容易损坏电路板,根据实际维修,本人总结出一种在电路上带电测量三极管工作状态来判断故障所在的方法,供大家参考:
类别故障发生部位测试要点
e-b极开路Ved>1vVed=V+。
e-b极短路Veb=0vVcd=0vVbd升高。
Re开路Ved=0v
Rb2开路Vbd=Ved=V+
Rb2短路Ved约为0.7V
Rb1增值很多,开路Vec<0.5vVcd升高。
e-c极间开路Veb=0.7vVec=0vVcd升高。
b-c极间开路Veb=0.7vVed=0v。
b-c极间短路Vbc=0vVcd很低
Rc开路Vbc=0vVcd升高Vbd不变
Rb2阻值增大很多Ved约为V+Vcd约为0V。
Ved电压不稳三极管和周围元件有虚焊
类别故障发生部位测试要点
Rb1开路Vbe=0Vcd=V+Ved=0。
Rb1短路Vbe约为1vVed=V-Vbe。
Rb2短路Vbd=0vVbe=0vVcd=V+。
Re开路Vbd升高Vce=0vVbe=0v。
Re短路Vbd=0.7vVbe=0.7v
Rc开路Vce=0vVbe=0.7vVed约为0v。
c-e极短路Vce=0vVbe=0.7vVed升高。
b-e极开路Vbe>1vVed=0vVcd=V+。
b-e极短路Vce约为V+Vbe=0vVcd约为0v。
c-b极开路Vce=V+Vbe=0.7vVed=0v。
c-b极短路Vcb=0vVbe=0.7vVcd=0v。
八、场效应晶体管放大器
1、场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。
2、场效应管分成结型和绝缘栅型两大类,其控制原理都是一样的。如图1-1-1是两种型号的表示符号:
3、场效应管与晶体管的比较
(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。
(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。
(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。
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