本文主要是關(guān)于二極管壓降的相關(guān)介紹,并著重對(duì)二極管壓降的原理及其應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的闡述。
二極管
工作原理
晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的pn結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于pn結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),pn結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程,產(chǎn)生大量電子空穴對(duì),產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。pn結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。
主要應(yīng)用
經(jīng)過(guò)多年來(lái)科學(xué)家們不懈努力,半導(dǎo)體二極管發(fā)光的應(yīng)用已逐步得到推廣,目前發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的指示燈、光纖通信用光源、各種儀表的指示器以及照明。發(fā)光二極管的很多特性是普通發(fā)光器件所無(wú)法比擬的,主要具有特點(diǎn)有:安全、高效率、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)牢固。因此,發(fā)光二極管是一種符合綠色照明要求的光源 。目前,發(fā)光二極管在很多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,下面介紹幾點(diǎn)其主要應(yīng)用:
(1)電子用品中的應(yīng)用
發(fā)光二極管在電子用品中一般用作屏背光源或作顯示、照明應(yīng)用。從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源 。
(2)汽車(chē)以及大型機(jī)械中的應(yīng)用
發(fā)光二極管在汽車(chē)以及大型機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。汽車(chē)以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車(chē)內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車(chē)燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車(chē)以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng)) [3] 。
(3)煤礦中的應(yīng)用
由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長(zhǎng)、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件 [3] 。
(4)城市的裝飾燈
在當(dāng)今繁華的商業(yè)時(shí)代,霓虹燈是城市繁華的重要標(biāo)志,但霓虹燈存在很多缺點(diǎn),比如壽命不夠長(zhǎng)等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢(shì),因?yàn)榘l(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長(zhǎng),還有節(jié)能、驅(qū)動(dòng)和控制簡(jiǎn)易、無(wú)需維護(hù)等特點(diǎn)。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果 。
二極管壓降是什么意思
二極管的管壓降就其本質(zhì)而言還是一個(gè)電阻,只是導(dǎo)通的時(shí)候電阻很小,不導(dǎo)通的時(shí)候接近無(wú)窮大,而導(dǎo)通時(shí)候的電阻會(huì)分擔(dān)一定的電壓,所以叫管壓降。二極管的壓降是0.7V,低于這個(gè)電壓二極管是不會(huì)導(dǎo)通的,高于這個(gè)電壓,則會(huì)導(dǎo)通。在規(guī)定的正向電流下,二極管的正向電壓降。使二極管能夠?qū)ǖ恼蜃畹碗妷?,小電流?strong>二極管的正向壓降在中等電流水平下,約0.6~0.8 V;鍺二極管約0.2~0.3 V。大功率的硅二極管的正向壓降往往達(dá)到1V。
二極管壓降多少
一般來(lái)說(shuō)由于硅管的伏安特性曲線在0.7處很陡,也就是說(shuō)繼續(xù)增加正向電壓會(huì)產(chǎn)生很大的電流,換句話說(shuō)在0.7V左右,隨著電流的增加,電壓的增加幅度很小,仍然可以認(rèn)為壓降還是0.7V。因?yàn)橛?.7V的壓降,不可以等同于導(dǎo)線,二極管兩端電壓就是壓降,當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)這個(gè)電壓約為0.7V,當(dāng)然不是0 。當(dāng)電流不變化時(shí),可以等同于電阻,其阻值就是0.7V除以電流,但是把它視作一個(gè)0.7V的電壓源顯然更合理。從特性曲線來(lái)看,正向電壓大于0.7V以后,若繼續(xù)增加電壓,電流會(huì)急劇增加,實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)橄蘖麟娮璧拇嬖谶@個(gè)電流不可能很大。若一個(gè)二極管D一個(gè)電阻R和一個(gè)電源U串聯(lián)的話,電流的計(jì)算方法是(U-0.7)/R 。
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