二极管总结

本文介绍了二极管的基本使用方法及如何判断其好坏,并详细解析了瞬态电压抑制二极管(TVS)的工作原理及其在电子设备中的广泛应用。

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    今天调试电路,用到了SK29;下面是对于二极管方面的知识总结。

 

二极管的使用和判断:

    我们知道在数字万用表里红表笔接触内部电池正极,黑表笔接触内部电池负极,而在指针万用表里电阻挡是红表笔接触内部电池负极黑表笔接触内部电池正极
将数字万用表红表笔接触二极管正极,黑表笔接触二极管负极,(测量正向电阻值)正常数值为300-600Ω ;

    然后将红表笔接触二极管负极,黑表笔接触二极管正极(测量反向电阻值),正常数值为“1”,如果两次测量都显示001或000并且蜂鸣器响,说明二极管已经击穿,如果两次测量正反向电阻值均为“1”说明二极管开路,如果两次测量数值相近,说明管子质量很差;

    总之,反向电阻值必须为“1”或1000以上,正向电阻值必须为300-600Ω。则为二极管是好的。

 

TVS

电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因,常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。幸好,一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR) 或称瞬变电压抑制二极管。

 瞬态抑制二极管(TransientVoltageSuppressor)简称TVS,是一种二极管形式的高效能保护器件。其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异。TVS在规定的反向应用条件下,当电路中由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流时,它在极短的时间内(最高可达到1×10-12秒)迅速转入反向导通状态,并将电路的电压箝位在所要求的安全数值上,从而有效的保护电子线路中精密元器件免受损坏。干扰脉冲过去后,TVS又转入反向截止状态。由于在反向导通时,其箝位电压低于电路中其它器件的最高耐压,因此起到了对其它元器件的保护作用。TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位时间仅为1ps[1]。

由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点,目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表),RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。

TVS和齐纳稳压管都能用作稳压,但是齐纳击穿电流更小,大于10V的稳压只有1mA,相对来说要比齐纳二极管击穿电流要大不少,但是齐纳二极管稳压精度可以做的比较高。

 

参考文献:

二极管理论基础:

http://wenku.baidu.com/view/89078808f12d2af90342e605.html

二极管的分类及选型:

http://longer.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/60741

常用二极管使用说明:

http://www.imefan.com/dzrm/dzrm_41.html

辨识二极管型号:

http://www.360doc.com/content/11/0612/16/7125637_126446447.shtml

 

http://wenku.baidu.com/view/5c3d8a5c804d2b160b4ec01d.html

TVS百度百科

http://baike.baidu.com/view/1030899.htm

1N4148

http://baike.baidu.com/view/4320263.htm

1N5822

http://wenku.baidu.com/view/13bcb455ad02de80d4d840fe.html

<think>嗯,用户想了解光电二极管的工作原理。首先,我需要回忆一下光电二极管的基本知识。根据之前的引用资料,光电二极管是利用二极管反向截止的特性工作的。当光子撞击时,会产生电子空穴对,从而允许少量电流通过。 首先,我应该从光电二极管的结构说起。普通二极管有PN结,而光电二极管可能有所不同,但核心还是PN结。不过根据引用[3],PIN二极管增加了一个本征层,但用户的问题是关于光电二极管,可能需要区分这两者。不过引用[1]提到光电二极管利用反向截止特性,所以可能需要强调反向偏压下的工作状态。 然后,工作原理部分要分步骤解释。当没有光照时,光电二极管处于反向偏置,只有很小的反向饱和电流,也就是暗电流。当有光照射时,光子进入半导体材料,产生电子空穴对。这些载流子在内建电场的作用下被分离,形成光电流。这个过程需要详细说明,尤其是光子能量与材料带隙的关系,确保用户理解为什么只有特定波长的光有效。 另外,特性部分需要包括响应波长范围、光电流与光强的关系、响应速度等。应用方面,引用[1]提到了光电二极管用于光信号检测、光纤通信、光传感器等,这些都要提到。 需要注意的是,用户可能容易混淆光电二极管和其他二极管,比如发光二极管,所以可以简要对比两者的区别,发光二极管是正向导通时发光,而光电二极管是反向偏置时感光。这有助于用户更好地区分。 可能还需要提到光电二极管的结构优化,比如增大PN结面积以提高光吸收,或者使用PIN结构来提升性能,如引用[3]中的PIN二极管,但这里要明确说明光电二极管是否有这样的结构,或者是否属于不同类型。 最后,确保回答符合系统级指令,使用正确的中文,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。例如,在解释光子能量时需要用到公式$E = h\nu$,带隙公式$E_g$等。 总结起来,回答的结构应该是:定义→结构→工作原理(分光照和无光照情况)→关键特性→应用场景→与发光二极管的对比。同时,生成的相关问题要围绕工作原理、结构、应用、比较等方面展开。</think>### 光电二极管工作原理总结 光电二极管是一种利用**光生伏特效应**或**光导效应**将光信号转换为电信号的半导体器件,其核心工作机制基于反向偏置下的PN结特性[^1][^3]。以下是其工作原理的分步说明: --- #### 1. **结构基础** - 光电二极管由**PN结**构成,与普通二极管类似,但设计上优化了光吸收能力(如增大PN结面积或采用特殊材料)。 - 部分光电二极管(如PIN型)在P型和N型半导体之间加入**本征层(I层)**,以提高响应速度和灵敏度[^3]。 --- #### 2. **工作过程** **(1) 无光照时(反向偏置)** - 光电二极管处于反向截止状态,仅有微弱的**暗电流**(由热激发载流子产生)。 **(2) 有光照时** - 光子能量$E = h\nu$需大于半导体材料的带隙能量$E_g$,才能激发电子-空穴对[^1]。 - 光生载流子(电子和空穴)在**内建电场**作用下分离: - 电子被推向N区,空穴被推向P区。 - 形成与光强成正比的**光电流**,通过外部电路输出信号。 --- #### 3. **关键特性** - **响应波长范围**:由材料带隙$E_g$决定,例如硅(Si)适用于可见光,锗(Ge)适用于红外光。 - **光电流与光强关系**:线性正相关,公式为$I_{ph} = P \cdot \eta \cdot q/(h\nu)$,其中$\eta$为量子效率,$P$为入射光功率。 - **响应速度**:受载流子渡越时间和结电容影响,PIN结构可显著提升速度[^3]。 --- #### 4. **典型应用** - **光信号检测**:光纤通信、激光测距。 - **光传感器**:光电开关、光强度测量。 - **光电转换**:太阳能电池(工作在零偏压模式)[^1]。 --- #### 5. **与发光二极管(LED)对比** | **特性** | 光电二极管 | 发光二极管(LED) | |----------------|------------------------------|------------------------------| | **工作状态** | 反向偏置 | 正向偏置 | | **能量转换** | 光能→电能 | 电能→光能 | | **核心机制** | 光生载流子分离 | 电子-空穴复合发光 | --- ###
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