一、二極管的定義
二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode),在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個PN結(jié)兩個引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流的傳導(dǎo)性。一般來講,晶體二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。
二、二極管的結(jié)構(gòu)
二極管是由管芯、管殼和兩個電極構(gòu)成。管芯就是一個PN結(jié),在PN結(jié)的兩端各引出一個引線,并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,就構(gòu)成了晶體二極管,如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極,N區(qū)的引出的電極稱為負極或陰極。
三、二極管的封裝:
1、 插件封裝和貼片封裝
1)插件封裝(如下圖)
DO-41 (如:塑封1N4007/SR240/SR260、玻封1N47系列和BZX85C系列等)
DO-35(34)(如:1N4148、BZX55C系列等)
DO-15(如:塑封SR240、SR260等)
DO-201AD(如:塑封SR340、SR360、SR540等)
TO-220(如:肖特基MBR10100CT、MBR20100CT等)
TO-92(如:S8050、SS8050、S8550、SS8550等)
TO-251(如:2SB1412等)
TO-126(如:B772、D882等)
橋堆如KBP、KBL、KBU、KBJ、GBP、GBL、GBU、GBJ等都是插件封裝的。
2)貼片封裝(如下圖)
SOT-23(如:MMBT3904、MMBT3906等)
SOT-89(如:2SB772U等)
SOD-123(如:1N4148W等)
SOD-323(如:1N4148WS等)
SOD-523(如:1N4148WT等)
DO-214AC(SMA、SMX)(如:M7等)
DO-214AA(SMB)(如:SK24等)
DO-214AB(SMC)(如:SK34等)
LL-34(如:LL4148等)
SOD-123FL(如:RS07M等)
MD-S(如:橋堆MB6S等)
ABS(如:ABS10等)等等
四、二極管的分類:
1、二極管按半導(dǎo)體材料分為2類:
1)硅二極管(Si管)
2)鍺二極管(Ge管)
2、二極管按封裝安裝形式分2類:
1)插件封裝
2)貼片封裝
3、二極管按芯片焊接結(jié)構(gòu)分為3類
1)點接觸型二極管:是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面,通以脈沖電流,使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起,形成一個“PN結(jié)”。
2)面接觸型二極管:面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大,允許通過較大的電流(幾安到幾十安),主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。
3)平面型二極管:平面型二極管是一種特制的硅二極管,它不僅能通過較大的電流,而且性能穩(wěn)定可靠,多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。
4、二極管按用途分類:
整流二極管、肖特基二極管、TVS管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、PIN二極管、變?nèi)荻O管、調(diào)諧二極管、發(fā)光二極管等。
1、TVS二極管
1)簡介
TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR)或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品,其電路符號和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,它能以10-12秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓鉗位于一個預(yù)定值,有效地保護電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。
2)特點
TVS二極管(Transient Voltage Suppresser瞬態(tài)電壓抑制器)是和被保護電路并聯(lián)的,當(dāng)瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時,二極管發(fā)生雪崩,為瞬態(tài)電流提供通路,使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。由于TVS二極管的結(jié)面積較大,使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點,具有理想的保護作用。
3)典型應(yīng)用
雷電過電壓波、負載開關(guān)等人為操作錯誤引起的過電壓容易通過供電線路侵入電氣電子設(shè)備內(nèi)部,造成電氣電子設(shè)備失效、誤動作,甚至造成設(shè)備的永久性損壞,造成嚴重經(jīng)濟損失。通過在電源線路上安裝浪涌吸收裝置MOV和TVS,實施兩級保護,并對L、N線進行共模、差模保護。具體做法是在線路的前端安裝MOV作為第一級SPD保護,泄放大部分雷電流,在線路的末端(設(shè)備前端)安裝大功率TVS作為第二級SPD保護,進一步削弱過電壓波幅值,將電網(wǎng)電壓降至E/I安全耐壓范圍之內(nèi),如圖3所示。要注意的是,MOV與TVS應(yīng)達到電壓和能量的協(xié)調(diào)與配合,AB之間的線路長度不應(yīng)小于5 m,否則應(yīng)增加線路長度或安裝退耦器件。
2、超快恢復(fù)二極管
1)介紹
超快恢復(fù)二極管(簡稱fred)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時間超短的半導(dǎo)體二極管,常用來給高頻逆變裝置的開關(guān)器件作續(xù)流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器,使開關(guān)器件的功能得到充分發(fā)揮。超快恢復(fù)二極管是用電設(shè)備高頻化(20khz以上)和高頻設(shè)備固態(tài)化發(fā)展不可或缺的重要器件。
2)特點
超快恢復(fù)時間;大電流能力;高抗浪涌電流能力;低正向壓降;低反向漏電流
3)典型運用
用作拖動和UPS系統(tǒng)中單相或三相逆變器的續(xù)流二極管,采用PWM控制,開關(guān)頻率高于1kHz。
3、開關(guān)二極管
1)介紹