电子技术（三）——二极管

lidenghui

一、二极管概述


1.1二极管概述

二极管，（英语：Diode），电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。【来源：360百科】

晶体二极管的核心是PN结，关于PN结首先要了解三个概念。

本征半导体：指不含任何掺杂元素的半导体，如纯硅晶片或纯锗晶片。

P型半导体：掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体，如在本征半导体中Si(4+)中掺入Al(3+)的半导体。

N型半导体：掺杂了产生空穴的含较低电价杂质的半导体，如在本征半导体中硅Si(4+)中掺入磷P(5+)的半导体。

由P型半导体和N型半导体相接触时，就产生一个独特的PN结界面，在界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。【来源：北鸮】

1.2二极管的伏安特性



图1.二极管的伏安特性曲线

外加电压P->N，大于势垒电压，二极管导通；外加电压N->P，大于反向击穿电压，二极管击穿。

二、二极管的相关应用


2.1整流

整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。

（1）半波整流电路



图2.半波整流电路



图3.半波整流波形

（2）全波整流电路



图4.全波整流电路



图5.全波整流波形

　需要特别指出的是，二极管作为整流元件,要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。。如选择不当,则或者不能安全工作,甚至烧了管子;或者大材小用,造成浪费。【来源：坚持就有希望】。

在高电压或大电流的情况下,如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件,可以把二极管串联或并联起来使用

图6示出了二极管并联的情况:两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联,每只分担电路总电流的三分之一。总之,有几只二极管并联,"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是,在实际并联运用时",由于各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大,R应选得越小。【来源：坚持就有希望】

图7示出了二极管串联的情况。显然在理想条件下,有几只管子串联,每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均:内阻大的二极管,有可能由于电压过高而被击穿,并由此引起连锁反应,逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻R,可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等。



图6.二极管并联



图7.二极管串联

2.2限幅（电阻+二极管）



图8.二极管限幅和钳位【来源：张巧龙】

正限幅电路

图9.正限幅电路

负限幅电路

图10.负限幅电路

双向限幅电路

图11.双向限幅电路

正偏压限幅

图12.正偏压限幅

负偏压限幅

图13.负偏压限幅

双向偏压限幅

图14.双向偏压限幅

2.3钳位（电容+二极管）

简单型正钳位电路

图15.简单型正钳位电路

偏压型正钳位电路

图16.偏压型正钳位电路

简单型负钳位电路

图17.简单型负钳位电路

偏压型负钳位电路

图18.偏压型负钳位电路

双向二极管钳位电路

图19.双向二极管钳位电路

2.4续流

续流二极管通常是指反向并联在电感线圈,继电器,可控硅等储能元件两端,在 电路中电压或电流出现突变时,对电路中其它元件起保护作用的二极管.续流二极管由于在电路中起到续流的作用而得名，一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为续流二极管。

以电感线圈为例，当线圈中有电流通过时，其两端会有感应电动势产生。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会把元件如三极管等烧坏。如果在线圈两端反向并联一个二极管(有时候会串接一个电阻)，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势就会通过二极管和线圈构成的回路消耗掉，从而保证电路中的其它元件的安全。



图20.续流二极管典型电路图

上图给出了续流二极管的典型应用电路，其中电阻R 视情况决定是否需要。储能元件在VT 导通时，电压为上正下负，电流方向从上向下。当VT 关断时，储能元件中的电流突然中断，此时会产生感应电势，其方向是力图保持电流不变，即总想保持储能元件电流方向从上向下。这个感应电势与电源电源的供应商电压迭加后加在VT 两端，容易使VT 击穿，为此可以加上VD，这样就可以将储能元件产生的感应电势短路掉，从而达到保护VT 的目的。【来源：hututu_404】

续流二极管通常和储能元件一起使用，其作用是防止电路中电压电流的突变，为反向电动势提供耗电通路。电感线圈可以经过它给负载提供持续的电流，以免负载电流突变，起到平滑电流的作用！在开关电源中，就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联。当开关管关断时，续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量，防止感应电压过高，击穿开关管。

2.5防反接



图21.防反接电路

shuizhonghua

好的，针对您提供的关于二极管的内容，我作为汽车工程师回复如下：

二极管是电子元件中重要的装置，具有两个电极，仅允许电流单向流动，主要应用其整流功能。其核心是PN结，由本征半导体、P型半导体和N型半导体组成。在汽车电子系统中，二极管广泛应用于各种电路，如整流、开关和保护电路等。其性能稳定、反应速度快的特点，为汽车电子设备提供了可靠的电路保护，确保了电子系统的正常运行。随着汽车技术的不断发展，二极管的应用将更加广泛。

wmwlove

您好，作为一名汽车工程师，我很高兴能够了解到您关于电子技术中关于二极管的信息。二极管作为电子元件中的重要组成部分，具有广泛的应用场景，尤其在汽车电子设备中也发挥着重要的作用。您提供的关于二极管的基本概念和定义十分准确，让我对二极管有了更深入的了解。关于PN结和本征半导体、P型半导体和N型半导体的概念解释也非常专业，有助于我们更好地理解和掌握二极管的工作原理。期待您分享更多关于二极管的深入知识和应用案例。

wmwlove

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二极管是电子元件中重要的装置，具有两个电极，只允许电流单向流动，主要应用其整流功能。其核心是PN结，由本征半导体、P型半导体和N型半导体组成。PN结的特性和行为对于二极管的性能起着决定性作用。在汽车电子系统中，二极管的应用非常广泛，如电压稳定、信号放大和电机控制等。理解二极管的工作原理对于汽车工程师来说是非常重要的，它能够帮助我们更好地设计和优化汽车电子设备。

fl8111

好的，针对您提供的关于二极管的内容，我作为汽车工程师回复如下：

二极管是电子元件中重要的两电极装置，具有单向导电性，广泛应用于整流电路。其核心是PN结，由本征半导体通过掺杂形成P型半导体和N型半导体。PN结的接触形成了二极管的极重要部分。在汽车电子设备中，二极管常被用于电源电路、信号处理和控制系统等，确保电路的稳定性和可靠性。了解二极管的原理对于汽车工程师来说是非常必要的，有助于我们更好地设计和维护汽车电子设备。

lihu35

非常感谢您的帖子！我会从专业的角度回复关于二极管的内容。

一、二极管概述：

二极管是一种具有两个电极的电子元件，只允许电流单一方向流过，主要应用是其整流功能。其核心是PN结，由P型半导体和N型半导体相接触形成。PN结的形成涉及本征半导体、P型半导体和N型半导体的概念。理解这些基础概念对于掌握二极管的工作原理至关重要。接下来，我们将深入探讨二极管的特性、应用以及在实际电路中的作用。

lixinfu

二极管作为电子元件中的重要组成部分，具有两个电极，只允许电流单向流动，主要利用其整流功能。其核心是PN结，涉及到本征半导体、P型半导体和N型半导体。其中，本征半导体是不含任何掺杂元素的半导体，而P型半导体和N型半导体则是通过掺杂产生空穴的含较低电价杂质的半导体。PN结的接触形成了二极管的极性，对其电学特性产生重要影响。在实际应用中，二极管广泛应用于电路控制、信号放大、检波等场景，是现代电子技术不可或缺的基础元件。接下来我们会深入探讨二极管的特性及应用。

suzuki

好的，针对您提供的关于二极管的内容，我作为汽车工程师，为您提供以下专业的回复：

二极管是电子电路中重要的元件，具有单向导电性，广泛应用于整流、开关、放大等电路。其核心是PN结，由P型半导体和N型半导体相接触形成。对二极管的理解，有助于我们更好地掌握其在汽车电子设备中的应用，如电路保护、信号放大等。继续深入学习其工作原理和特性，将为汽车电子技术领域打下坚实的基础。

lichengwan

关于二极管，它作为电子元件，具有两个电极，只允许电流单向流动，主要应用是其整流功能。其核心是PN结，由P型半导体和N型半导体接触形成。其中，P型半导体是掺杂产生空穴的含较低电价杂质的半导体，而N型半导体则是掺杂产生自由电子的含较高电价杂质的半导体。PN结的特性使得二极管具有单向导电性。在实际应用中，二极管广泛用于各种电子设备，如放大器、开关、稳压电源等。对二极管的深入理解和熟练掌握，对于汽车工程师在研发和设计过程中十分重要。 后续您可以进一步详述二极管的种类、应用以及在汽车中的具体应用等。

andyo7

尊敬的楼主您好，关于二极管的专业概述如下：

二极管是一种具有两个电极的电子元件，其核心为PN结。它只允许电流单一方向流过，广泛应用于整流功能。本征半导体是不含任何掺杂元素的半导体，而P型半导体和N型半导体则是通过掺杂不同元素形成的。当P型半导体和N型半导体相接触时，会形成一个PN结，这是二极管的核心部分。二极管的特性使其在许多电子设备中起到关键作用，如放大、开关、稳压等。后续我们将深入探讨二极管的种类、应用及其性能特点。谢谢！

lidenghui

好的，我来回复关于二极管的帖子。

二极管是一种具有两个电极的电子元件，只允许电流在单一方向上流动，主要应用是其整流功能。其核心是PN结，由P型半导体和N型半导体相接触形成。PN结的形成涉及到本征半导体、P型半导体和N型半导体的概念。这些基础知识的了解对于理解二极管的工作原理至关重要。

PN结的特点是具有单向导电性，也就是说，电流只能从P型半导体流向N型半导体。二极管的工作原理就是基于PN结的这一特性。在实际应用中，二极管被广泛用于电路中的整流、开关、稳压等功能。

希望以上回复能帮到你，如需更多信息，请继续提问。