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东莞二极管结构与工作原理
发布时间:2017-09-07    阅览次数:1644 次  
    作为汽车电子技术的开篇,有几个电子元件是必须要知道的,这就是二极管、三极管、电阻、电容和电感;从这篇文章开始将带你进入精彩的电子世界,你会发现,想像中复杂、苦燥的电子技术原来也是很有意思的。慢慢的,你会发现其中的乐趣和意义所在。
    了解二极管前你先要知道什么是半导体、半导体有哪些特性?
    在自然界中,根据材料的导电能力,我们可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。常见的导体如铜和铝、常见的绝缘体如橡胶、塑料等。什么是半导体呢?半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,常见的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)。到此,请记住两种半导体材料:硅、锗。因为以后你会听说硅管、锗管。意思很明显,说明这种二极管或三极管是用硅或锗作为基材的。
    半导体有几个特性有必要了解一下:热敏性、光敏性和掺杂性;
    半导体的热敏性:半导体的导电能力受温度影响较大,当温度升高时,半导体的导电能力大大增强,被称为半导体的热敏性。利用半导体的热敏性可制成热敏元件,在汽车上应用的热敏元件有温度传感器,如水温传感器、进气温度传感器等。
    半导体的光敏性:半导体的导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时,导电能力增强,称为半导体光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。在汽车上应用的光敏元件有汽车自动空调上应用的光照传感器。
    半导体的掺杂性:当在导体中掺入少量杂质,半导体的导电性能增加。
    什么是本征半导体、P型半导体和N型半导体,有哪些区别?
    本征半导体:纯净的半导体称为本征半导体。
    P型半导体:在本征半导体硅或锗中掺入微量的三价元素硼(B)或镓,就形成P型半导体。
    N型半导体:在本征半导体硅或锗中掺入微量的五价元素磷(P)就形成N型半导体。
    PN结和二极管
    在半导体硅或锗中一部分区域掺入微量的三价元素硼使之成为P型,另一部分区域掺入微量的五价元素磷使之成为N型半导体。在P型和N型半导体的交界处就形成一个PN结。一个PN结就是一个二极管,P区的引线称为阳极,N区的引线称为阴极。
    二极管的单向导电性能
    二极管具前单向导电性能,
    (1)正向导通:当PN结加上正向电压,即P区接蓄电池正级,N区接蓄电池负极时,PN结处于导通状态,如图所示,试灯有电流通过,点亮。
    注意二极管正向导通时存在着电压降,什么意思呢?如果蓄电池电压是12V,则试灯上的电压一定小于12V,大约是11。6V吧,哪0。4V在那里呢?在二极管上,这0。4V就是二极管的电压降。二极管的电压降取决于二极管采用的是锗管还是硅管:锗管的电压降是0。2V左右;而硅管的电压降是0。5V左右。如果蓄电池电压低于二极管正常导通的电压降,则二极管将不能导通。这个原理的重要性在二极管你可能体会不到,但是到了三极管就显的非常重要了。
    (2)反向截止:当PN结加上反正电压,即P区接蓄电池负极,N区接蓄电池正极时,PN结处于截止状态,如图所示,试灯没有电流通过,不能点亮。
    二极管接反向电压时,存在着一个耐压的问题:如果加在二极管的反向电压过高,二极管受不了,就会击穿,此时二极管不在处于截止状态,而是处于导通状态。如果我们设定一个击穿电压,当达到反向击穿电压时,二极管会击穿导通。如果现在电压又小于了击穿电压,二极管会怎么样?对于普通二极管,此时还会处于导通状态,这意味着二极管已经失去了反向截止的作用了。后面会提到一种稳压二极管,我们设定一个击穿电压,当达到反向击穿电压时,二极管会击穿导通。如果现在电压又小于了击穿电压,二极管恢复到截止状态。
    解读二极管的伏安特性曲线
    了解了二极管的结构和作用原理后,有一个曲线:二极管的伏安特性曲线;我想大家需要了解一下。伏安特性曲线是加在二极管的的电压(单位是伏)和二极管电流(单位是安)的关系曲线。
    在这个二极管的伏安特性曲线上,可以分为正向特性和反向特性两部分来看,并能从中反映出二极管的几个重要的工作参数:
    二极管的正向特性:二极管两端加载正向电压;当电压低于0。5V(硅管)时,流通电流为0,此时0。5V的电压称为死区电压;当电压高于死区电压时,二极管导通,此时二极管上存在着约0。5V的电压降。
    在二极管加正向电压时,可以看出二极管的两个重要的参数:
    (1)正向电压降:越小越好;
    (2)正向电流:如果二极管用于整流,必须考虑;
    二极管的反向特性:二极管两端加载反向电压;当电压低于20V时(图中所示),二极管虽然截止,但是仍有很小的反向漏电流;当电压大于20V后,反向电压击穿二极管,电流会迅速增大。
    在二极管加反向电压时,可以看出二极管的两个重要的参数:
    (3)反向漏电流:越小越好;
    (4)反向击穿电压:二极管用于整流时,必须考虑
    二极管在汽车发电机整流器中的应用
    二极管的的主要应用是整流,可以将交流电转换为直流电,对于单相交流电,需要四个二极管组成一个整流电路,这个整流电路被称为桥式整流电路。
    但是对于单相交流电,二极管桥式整流电路只是将交流电的负半周翻转,所以此时的直流电是肪动直流电。
    现在汽车发电机采用的是三相交流电,通过内部的二极管整流器将交流转换为直流,最少需要六个二极管。

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