什么是信号二极管?特征,类型,规格

在本教程中,我们将学习一个特殊的二极管称为信号二极管。它用于波的整形,箝位,保护电路和信号二极管的主要应用是反激二极管或自由轮二极管.我们将看到1N4148,一个非常常用的硅开关信号二极管,它的V-I特性和一些重要的规格。

简介

二极管通常用作直接整流器,作为混合信号的混合器,以及作为打开或关闭电路的开关。混频器中的二极管用于检测信号,这些二极管通常称为信号二极管。信号二极管的简单和传统的应用是,它作为一个基本的二极管开关。

信号二极管是一种非线性半导体器件,它由半导体晶体制成,构成电气和电子电路的一种小元件。

信号二极管得到广泛认可,因为它们经常出现在电子电路中,如电视、收音机和其他一些数字逻辑电路中,它们被设计成驱动很少或没有功率,尽管高频电流只沿一个方向流动。

PN结信号二极管通常制作在玻璃外壳或塑料外壳,通常有一个黑色或红色带在终端的阴极端。

信号二极管

信号二极管具有恢复时间快的优点,在信号处理中有着广泛的应用。信号二极管可用于数字设备的时钟功能,同时防止反向信号对单片机的破坏。信号二极管将用于开关和剪切应用,只要短持续时间脉冲波形通常被剪切掉。

信号二极管使电流能力达到100毫安,它们以处理从电子发射器发出的电信号中的信息而闻名。锗二极管具有约0.2伏的正向压降,在无线电中用作探测电路。

在不要求锗二极管、硅半导体精度的电子电路中,由于信号二极管的阻值较低且易受热影响,通常采用信号二极管。

回到顶部

信号二极管的类型

这是一些常用的信号二极管的列表。

  • 1 n4973
  • 1 n4148
  • 1 n34a(锗二极管)
  • 1 n4454

小信号二极管具有低功率和额定电流,与传统整流二极管相比几乎在500mW和150mA左右。锗信号二极管和硅信号二极管的信号特性是完全不同的。具体情况如下:

锗二极管信号-这些二极管的反向偏置电阻值非常少,导致PN结的正向压降很低,通常约0.2 V- 0.3 V,但由于PN结面积小,它的正向偏置电阻值很高。

硅二极管信号-这些二极管具有非常高的反向偏置电阻值,导致PN结的正向压降约为0.6 - 0.7V。它们具有中等低的正向偏置电阻值,从而产生较高的正向电流和反向偏置电压值。

回到顶部

信号二极管的V-I特性

1.信号二极管的V-I特性

如果外部电源的正极和负极都连接到PN结的各自的端,则信号二极管称为正偏置。在正向偏置中供给二极管的电压产生正向电流,表示为IF

正向电流的值与施加的外部电压成正比,与二极管的内置电阻成反比。由于损耗层内的电荷离子的作用,阻止电子和空穴离开结的静电力称为势垒电压

锗二极管p-n结势垒电压的典型值为0.2 V~ 0.3 V,硅二极管为0.6 V~ 0.7 V。

如果电源的正极端连接到信号二极管的阴极,负极端连接到二极管的阳极,则信号二极管称为反向偏置。当反向偏压的外部电压加到二极管上时,由于少数载流子穿过损耗层并离开损耗层,存在少量的电流称为泄漏电流。

这种泄漏电流也称为反向饱和电流,它与外部电压无关,但取决于器件的温度。

如果施加的反向偏置电压非常高,少数载流子获得足够的能量来碰撞和分裂共价键,从而产生大量的电子-空穴对。

电子-空穴对产生的现象称为击穿。在二极管击穿之前所施加的最大反向电压可称为反向峰值电压或反向峰值电压。

2.正向偏置信号二极管
正向偏置信号二极管
反向偏置信号二极管
反向偏置信号二极管

在正向偏压中,信号二极管充当闭合开关,从而短路,只驱动电流向一个方向(从正极到负极)。在反向偏置中,硅二极管充当开路开关,从而阻断流经二极管的电流。

硅信号二极管作为整流器,开关电路,限制电路和在剪辑电路剪辑短持续时间的波形。

回到顶部

信号二极管特性

下面给出了信号二极管的特性和规格的参数细节。

峰值反向电压(PIV)

反向峰值电压参数定义为反向可施加于二极管的最大电压量。不能超过该峰值电压,否则可能导致设备故障。它也被称为最大反向电压,在反向偏置特性中小于二极管的雪崩击穿条件。

峰值反电压的典型值可能从几伏特到几千伏特不等。在整流电路中,就幅值而言,峰值反向电压被称为周期负交替所包围的正弦波的最大负值。

回到顶部

功耗(PD

总功率损耗被定义为电流导通过程中PN结信号二极管所耗散的最大功率。多余的能量将以热量的形式消散。信号二极管的正向电阻是一种动态特性,它非常小,有时变化很大。

在这种情况下,总功率耗散将通过乘以施加于二极管的电压和流过信号二极管的正向电流来测量。

回到顶部

正向电流(我F

信号二极管的正向额定电流参数定义为信号二极管在不损坏器件的情况下可以轻松处理的最大阳极电流。如果电流超过正向额定值然后信号二极管可能会因热过载而在连接处损坏。

回到顶部

工作温度(T)

信号二极管的最高工作温度参数通常与总功率损耗有关,也与PN结的温度有关。它被定义为达到最大正向电流的器件的最高温度。

超过这个温度值,设备就会损坏,导致设备故障。PN结信号二极管应保持在其变坏之前达到最大正向电流的温度。

回到顶部

1N4148信号二极管规格

这里是1N4148信号二极管的一些规格。它们如下。

  • 最大重复反向电压= 100v
  • 平均整流正向电流= 200 mA
  • 最大正向直流电流= 300 mA
  • 在10毫安时,最大正向电压降= 1.0 V。
  • 非重复峰值正向浪涌电流= 1.0 A(脉冲宽度= 1 s)
  • 总功耗= 500mw
  • 反向恢复时间< 4ns

回到顶部

二极管的前几种类型

下一个信号二极管阵列