在微電子控制領(lǐng)域,二極管的地位可以說(shuō)是相當(dāng)穩(wěn)固,它是整個(gè)領(lǐng)域的磚石,修橋鋪路架電線(xiàn),神通廣大,又平凡至簡(jiǎn)。
生活中最常見(jiàn)的二極管,應(yīng)該就是紅綠燈和廣告牌了。
除了照明用的發(fā)光二極管,還有電路中常用的單向二極管,用作防反,降壓等。
還有一些特殊用途的,比如光敏二極管,壓敏二極管,熱敏二極管等等,種類(lèi)繁多,用法千變?nèi)f化。
但萬(wàn)變不離其蹤,二極管基本原理都是一樣的。接下來(lái)就說(shuō)一下,網(wǎng)上也有很多資源,解釋有的也很形象,尤其是配圖,動(dòng)畫(huà)等。建議多搜下,我這里主要里為了配合一些同學(xué),回顧下,同時(shí)能為新人作個(gè)講解當(dāng)然極好了。
二極管就其名字來(lái)看,有兩極,初中就學(xué)過(guò),它有一個(gè)驚天地泣鬼神的能力,單向?qū)ㄐ?,這個(gè)屬性,決定了它終將成神。
兩極分別為P極和N極,也有說(shuō)成是陽(yáng)極和陰極,還有看成是A極和K極的。那這些之間的聯(lián)系是什么?這只是不同時(shí)期不同人群的叫法。
下圖是二極管的內(nèi)部原理圖。
這是一個(gè)比較專(zhuān)業(yè)的圖,但解釋二極管的工作原理還是很直觀的。圖中的圖間電荷區(qū)就是我們所說(shuō)的PN結(jié),就是它,使的二極管完成了單向?qū)щ娦浴?/p>
具體就是P這邊是陽(yáng)極,也就是我們軟件畫(huà)電路圖中的A,是接的電源正極。N那邊是陰極,是K,接的是電源負(fù)極。
正常情況下,由于內(nèi)電場(chǎng)的存在,電子無(wú)法穿過(guò)電場(chǎng),而被封閉在了內(nèi)電場(chǎng)外。
當(dāng)我們給二極管加上從P到N的正向電壓時(shí),如果外電場(chǎng)電壓大于內(nèi)電場(chǎng)電壓,那么內(nèi)電場(chǎng)就會(huì)被削弱,這樣電子就可以穿過(guò)電場(chǎng)到達(dá)另一端了,這個(gè)電壓最低是多少呢,硅管是0.7伏左右,鍺管是0.2伏左右。特性曲線(xiàn)如下:
這是常規(guī)二極管的特性,比如我們看到的1n4007,發(fā)光二極管等特殊的不跟這一樣,但圖像趨勢(shì)一樣。
我們只要明白單向?qū)щ?,然后就是存在電壓降就可以了?/p>
由于LED燈跟常規(guī)管一樣,都是大于導(dǎo)通電壓后,電流會(huì)迅速增加,這樣就會(huì)導(dǎo)致LED燒壞,于是,正常都要接一個(gè)限流電阻。
限流電阻的阻值計(jì)算方法是:
1,先用萬(wàn)用表測(cè)出二極管的導(dǎo)通電壓。
2,再設(shè)定電流值,5mA就可以正常發(fā)光了二極管,20mA就容易燒壞。具體也可以查看手冊(cè)。指示用的3mA就夠用了。節(jié)能的話(huà),1mA也可以。
3,判斷電路電壓,并計(jì)算出電阻分的電壓。
4,計(jì)算阻值。并依據(jù)阻值選擇合適的電阻,因?yàn)殡娮瓒际亲柚倒潭ǖ?,可以選相近的。
5,電壓電流計(jì)算功率,為選電阻做參考。
例如我們?cè)O(shè)什一個(gè)指示電源是否接通的指示燈。
電源電壓5伏。LED導(dǎo)通電壓1.2伏。電流我選1mA。
那么首先可以知道,電阻分壓3.8伏。由于電流我選了1mA,所以電阻是3.8/1=3.8k歐姆。功率是3.8*1=3.8mW。市場(chǎng)上常見(jiàn)的有1W、0.5W、0.25W的,都可以用,我們用1/4W就好。阻值上比較接近3.8的是3.6和3.9兩種,為了使電流小一些,我選3.9k的。
電路圖如下。
正因?yàn)殡娮璧拇笮Q定了電流的大小,所以該電阻也叫限流電阻。當(dāng)然它也參與了分壓。
在供電回路還用了一種,可以防止供電正負(fù)接反二極管,燒壞電路。我們看下圖就是電源接對(duì)和接反的兩種情況。
當(dāng)電源反接,后邊的燈就不亮了,這就是二極管的作用。
還有,比如有些反向二極管,當(dāng)電壓超過(guò)一定值,就會(huì)導(dǎo)通,從而保證后端電氣設(shè)備安全。我們用兩個(gè)反向管作一個(gè)示例。
電源是15伏的,而燈泡是5伏的,當(dāng)我們用兩個(gè)反向二極管串聯(lián)對(duì)向使用時(shí),擊穿電壓是10伏,于是,后端就變成了5伏的波形了。這個(gè)就是用來(lái)說(shuō)明用法的。
還有很多,但就目前來(lái)說(shuō),用的還是LED多些,也就是發(fā)光二極管。其它的可以不用理會(huì)。
有問(wèn)題或建議歡迎留言或私信。
舉報(bào)/反饋
文章由啟和科技編輯
下一篇:三部門(mén)發(fā)文明確集成電路和?軟件產(chǎn)業(yè)進(jìn)口稅收支持政策