二极管電(diàn)流：功能(néng)和特性

2020-10-30

与我们在電(diàn)子领域遇到的无数電(diàn)子组件相比，二极管是一个相对简单的组件。从根本上讲，二极管是一种组件，它允许電(diàn)流沿一个方向流动，并阻止其沿另一个方向流动。二极管允许電(diàn)流在一个方向上流动而不受任何阻抗的影响，同时完全阻止了另一方向上的所有(yǒu)電(diàn)流流动。此外，在这两种操作状态之间有(yǒu)明确的名称。

二极管

如前所述，流过二极管的電(diàn)流只能(néng)沿一个方向流动，我们称这种状态為(wèi)正向偏置。由于電(diàn)流只能(néng)沿一个方向（正向偏置）流动，因此我们非正式地将二极管视為(wèi)单向電(diàn)子阀。如果二极管两端的電(diàn)压為(wèi)负，则不会流过電(diàn)流；因此，理(lǐ)想的二极管看起来像开路。

典型二极管可(kě)能(néng)存在的条件或状态是正向偏置或反向偏置。在電(diàn)子學(xué)中，我们将偏置或偏置定义為(wèi)在電(diàn)子電(diàn)路的不同点建立一组電(diàn)流或電(diàn)压以设置電(diàn)子组件内适当工作条件的方法。尽管这是答(dá)案的简化版本，但从根本上讲还是正确的。

二极管是由P型和N型半导體(tǐ)材料组成的電(diàn)子组件。我们称為(wèi)pn结。它还具有(yǒu)连接到这两个末端的导線(xiàn)，可(kě)轻松实现几乎任何電(diàn)子電(diàn)路的实现。

二极管功能(néng)

我们将固定在N型半导體(tǐ)上的铅称為(wèi)阴极。因此，阴极是二极管的负极。相反，我们将连接到P型半导體(tǐ)的引線(xiàn)称為(wèi)阳极，这使其成為(wèi)二极管的正极。

当我们将電(diàn)压源连接到二极管，从而電(diàn)压源的正极连接到阳极，负极连接到阴极时，二极管充当导體(tǐ)，从而允许電(diàn)流流动。当我们沿这个方向将電(diàn)压连接到二极管时，我们称其為(wèi)正向偏置。

但是，如果我们反转此電(diàn)压方向，即将负极（-）端连接到阳极，将正极（+）端连接到阴极，则電(diàn)流将不会流动。此时，二极管用(yòng)作绝缘體(tǐ)。当我们沿该方向将電(diàn)压连接到二极管时，我们称其為(wèi)反向偏置。

注意：尽管在正向偏置電(diàn)流和反向偏置偏置電(diàn)流中没有(yǒu)，但二极管可(kě)以有(yǒu)效阻断的電(diàn)流水平有(yǒu)一个最大限制。

二极管的两个區(qū)域

我们简要讨论了二极管中的两个半导體(tǐ)區(qū)域（P和N）。但是，區(qū)分(fēn)侧面或半导體(tǐ)區(qū)域也很(hěn)重要。

首先，关于示意性地表示二极管的符号，阴极在右侧，阳极在左侧。通常，将原理(lǐ)图符号的阳极侧视為(wèi)描绘電(diàn)流标准方向的箭头，即正（+）到负（-）。因此，二极管允许電(diàn)流沿箭头方向流动。然后，将阴极侧的垂直線(xiàn)视為(wèi)一个巨大的负号（-），它表示二极管的哪一侧对正向偏置為(wèi)负。

二极管電(diàn)流功能(néng)

标准二极管在允许電(diàn)流流动之前需要精确数量的正向電(diàn)压。通常，二极管在允许電(diàn)流流过之前需要的规定電(diàn)压量很(hěn)小(xiǎo)。通常，这等于0.5伏。直到达到该電(diàn)压量，電(diàn)流才会流过。然而，在达到正向電(diàn)压时，電(diàn)流容易流过二极管。

我们将此正向方向的最小(xiǎo)電(diàn)压阈值称為(wèi)二极管的正向压降。这样做的原因是因為(wèi)電(diàn)路会丢失或降低二极管上的该電(diàn)压。我们可(kě)以通过使用(yòng)万用(yòng)表并在正向偏置状态下跨二极管的引線(xiàn)进行测量来进行检查。结果读数将是二极管的正向压降。

為(wèi)了进一步说明，我们可(kě)以使用(yòng)上面的電(diàn)路原理(lǐ)图。当我们用(yòng)万用(yòng)表测量灯的两端时，電(diàn)压将是電(diàn)池電(diàn)压（12伏）与電(diàn)路中二极管的正向压降之差。例如，如果我们二极管的正向压降為(wèi)0.8伏，而電(diàn)池電(diàn)压恰好為(wèi)12伏，那么灯两端的電(diàn)压将為(wèi)11.2伏。

二极管特性

二极管具有(yǒu)在击穿之前可(kě)以承受的最大反向電(diàn)压，因此允许電(diàn)流反向流过二极管。我们将此反向電(diàn)压称為(wèi)峰值反向電(diàn)压（PIV）或峰值反向電(diàn)压。此外，就電(diàn)路功能(néng)而言，它是二极管的基本规格。当務(wù)之急是不要让電(diàn)路设计中的任何二极管承受超过该极限的電(diàn)压。

除了其PIV和正向压降额定值外，二极管还可(kě)以接收最大電(diàn)流额定值。如该额定值所示，它是二极管的峰值工作電(diàn)流，超过该峰值将导致对二极管乃至整个電(diàn)路造成不可(kě)挽回的损害。

二极管作為(wèi)一个组件相对简单，但是它在一个组件中提供了两个不同组件的功能(néng)。二极管的广泛应用(yòng)包括几乎无穷无尽的電(diàn)气设备应用(yòng)列表。总而言之，二极管是真正的自适应组件，可(kě)為(wèi)设计人员提供最佳控制，使二极管在電(diàn)路设计中发挥什么作用(yòng)。

一组具有(yǒu)各种形状和尺寸的二极管，但它们都共享相同的電(diàn)流特性。

要在具有(yǒu)适当二极管電(diàn)流流动特性的设计中成功实施二极管，就需要使用(yòng)高质量的PCB设计和分(fēn)析软件。