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一文解读二极管串联均压问题的误区

本站为您提供的一文解读二极管串联均压问题的误区,本文首先介绍了二极管的原理及构造分类,其次介绍了五款常用的二极管应用电路和对二极管串联不均压因素分析,最后分析了二极管串联不均压误区及二极管串联的应用。

  一、二极管原理

  二极管,(英语:Diode),电子元件傍边,一种具有两个电极的设备,只允许电流由单一方向流过,许多的运用是运用其整流的功用。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具有的电流方向性咱们一般称之为“整流(RecTIfying)”功用。二极管最遍及的功用便是只允许电流由单一方向经过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因而,二极管能够想成电子版的逆止阀。

  晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体构成的pn结,在其界面处两头构成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,因为pn结两头载流子浓度差引起的分散电流和自建电场引起的漂移电流持平而处于电平衡状况。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的相互抑消作用使载流子的分散电流添加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,构成在必定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到必定程度时,pn结空间电荷层中的电场强度到达临界值发作载流子的倍增进程,发作许多电子空穴对,发作了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。pn结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

  二、二极管的结构分类

  半导体二极管主要是依托PN结而作业的。与PN结不可分割的点触摸型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包含这两种类型在内,依据PN结结构面的特色,把晶体二极管分类如下:

  点触摸型

  点触摸型二极管是在锗或硅资料的单晶片上压触一根金属针后,再经过电流法而构成的。因而,其PN结的静电容量小,适用于高频电路。可是,与面结型相比较,点触摸型二极管正向特性和反向特性都差,因而,不能运用于大电流和整流。因为结构简略,所以价格便宜。

  面触摸型

  面触摸型或称面积型二极管的PN结是用合金法或分散法做成的,因为这种二极管的PN结面积大,可接受较大电流,但极间电容也大。这类器材适用于整流,而不宜用于高频率电路中。

  键型

  键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔金或银的细丝而构成的。其特性介于点触摸型二极管和合金型二极管之间。与点触摸型相比较,尽管键型二极管的PN结电容量稍有添加,但正向特性特别优秀。多作开关用,有时也被运用于检波和电源整流(不大于50mA)。在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型。

  合金型

  在N型锗或硅的单晶片上,经过参加合金铟、铝等金属的办法制造PN结而构成的。正向电压降小,适于大电流整流。因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流。

  分散型

  在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片外表的一部变成P型,以此法PN结。因PN结正向电压降小,适用于大电流整流。最 近,运用大电流整流器的干流已由硅合金型转移到硅分散型。

  台面型

  PN结的制造办法尽管与分散型相同,可是,只保存PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。其剩下的部分便呈现出台面形,因而得名。初期出产的台面型,是对半导体资料运用分散法而制成的。因而,又把这种台面型称为分散台面型。关于这一类型来说,好像大电流整流用的产品类型很少,而小电流开关用的产品类型却许多。

  平面型

  在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,分散P型杂质,运用硅片外表氧化膜的屏蔽作用,在N型硅单晶片上仅挑选性地分散一部分而构成的PN结。因而,不需求为调整PN结面积的药品腐蚀作用。因为半导体外表被制造得平坦,故而得名。并且,PN结合的外表,因被氧化膜掩盖,所以公认为是稳定性好和寿数长的类型。开始,关于被运用的半导体资料是选用外延法构成的,故又把平面型称为外延平面型。对平面型二极管而言,好像运用于大电流整流用的类型很少,而作小电流开关用的类型则许多。

  合金分散型

  它是合金型的一种。合金资料是简单被分散的资料。把难以制造的资料经过奇妙地掺配杂质,就能与合金一同过分散,以便在现已构成的PN结中取得杂质的恰当的浓度散布。此法适用于制造高灵敏度的变容二极管。

  外延型

  用外延面长的进程制造PN结而构成的二极管。制造时需求十分高明的技能。因能随意地操控杂质的不同浓度的散布,故适宜于制造高灵敏度的变容二极管。

  肖特基

  基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的触摸面上,用已构成的肖特基来阻挠反向电压。肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只要40V左右。其专长是:开关速度十分快:反向恢复时刻trr特别地短。因而,能制造开关二极管和低压大电流整流二极管。

  三、五款常用的二极管运用电路

  1.电源前方指示灯

  在运用各类家用电器时,一般要求电器或照明灯的开关应装置在电源前方上,以确保安全。因为现在大部分住所都没有相应的电源接地线,因而装置电源插头刺进插座的随意性,无法确保电器开关正好连接在前方上。若因电器漏电,则会发作安全事故。而运用一支二极管和氖泡串接在电器插头电路中,当刺进插座后,若氖泡灯被点亮,阐明电源开关接在了电源前方上。

  如刺进后氖泡灯不亮,则将插头拔下换向后,再刺进插座内即可点亮氖泡灯。电路元件接线见图1所示。

  2.沟通电子门铃

  现在大部分家庭住所都装置有电子门铃,而门铃均选用干电池供电,其仅有的缺陷是需常常换用电池。不只费事并且电池易腐烂。日久会形成对电子元件的损坏。假如运用二极管和一些电阻电容,及一片低电压的陶瓷片替代发音喇叭,即能构成一个直接运用220V沟通电的电子门铃。这种选用沟通电制造的电子门铃,本钱适当低,作用又好(门铃按钮开关有必要选用220V电器按钮开关)。电路元件接线见图2所示。

一文解读二极管串联均压问题的误区

  3.日光灯低压低温发动

  日光灯照明是很遍及的灯具,但在实践运用进程中,日光灯对电源电压和气候环境温度的影响特别大,尤其在气温低、电源电压又过低时,流过日光灯管的电流大幅度下降,从而使灯管的灯丝因达不到满足的预热温度值,不光形成点着发动困难,灯管也会因长期闪耀,缩短运用寿数。

  假如在灯管电器中串参加二极管,那么当冬天气温环境在零摄氏度以下,电源电压低至180V时,目光灯管也能在几秒钟内敏捷起跳点亮。电路元件接线如图3所示。

  4.延伸白炽灯寿数

  很多的高层住所楼道的照明。一般均选用白炽灯照明。因为白炽灯长期点着,以及在电源电压不稳定的状况下,很简单形成灯泡损坏。假如在楼道灯泡回路中串接入整流二极管,不只能将灯泡的实践运用寿数延伸十几倍,确保正常楼道照明,还可削减常常替换灯泡的费事和修理。电路元件接线如图4所示。

一文解读二极管串联均压问题的误区

  5.电热电器限流恒温

  日常运用的电烙铁、电熨斗等一些电热电器,因为运用时长期通电作业,不只许多白白耗费电能,并且常常发作烧坏电热芯问题。假如在电器电路中串接人二极管,这样当电器间歇停止作业时,供电电源即由二极管半波整流供电而约束了电流,使加在电器上的电压下降至50%L三上下,电器处于预热状况,一旦运用时图5中的S闭合,电器转人满负荷芷常供电作业。电路元件接线如图5所示(该电路仅能用于纯电阻负载)。

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