电磁学论文

2020-04-03 12:04

多变的二极管

内容摘要

二极管在人类生活中极其广泛。几乎在所有的电子电路中,都要用到的半导体二极管。半导体二极管具有独特的单向导电性。二极管在人类生活中起着重要的作用,根据本学期所学的《电磁学》来介绍二极管的多变性。

关键词

半导体二极管 PN结 电磁感应 引言:

在当今社会随着人们对电子产品的需求不断增加,二极管的应用也更加广泛。几乎现在所有电子电路中,都需要用到半导体二极管,它是诞生最早的半导体器件之一,在很多领域中作为很重要的角色。如今,二极管的更新的同样也使的新型电子产品更加优化。

二极管简单介绍

二极管是一种具有不对称电导的双电极电子元件。在正向导电时它的两个电极

(阳极和阴极)间拥有无穷小电阻,而反向时则有无穷大电阻,即电流只允许由单一方向流过二极管。许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管则是用来当作电子式

的可调电容器。

二极管原理

二极管主要的原理是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就组成了一个二极管。

P型半导体的本正半导体参入少量三价元素杂质。因为原子只有三个价电子,与周围形成共价键产生一个空位。空位使原子成了不能移动的负离子,从而形成空位。但是整个半导体仍显中性。P型半导体中以空穴导电为主。空穴为多数载流子,自由电子为少数。N型半导体形成原理与p型半导体原理相似,N结是掺入五价原子。在N型半导体中,电子为多数载流子,空穴为少数载流子。根据N型半导体和P型半导体的特性,可知它们交界处会出现电子与空穴的浓度差异,电子和空穴都要从高浓度的区域向浓度低的区域扩散,扩散使原来交界处的电中性被破坏。

PN结的单向导电性是由于在PN结外加正向电压V,在这个外加电场的作用下,PN结的动态平衡被打破。P区中的空穴和N区的电子都要向PN结移动,空穴和PN结P区的负离子中和,这样就使PN结变窄。随着外电场的增加,扩散运动进一步增强,漂移运动减弱。当外加电压超过门槛电压,PN结相当于一个阻值很小的电阻,也就是PN结导通。

LED

1988年白光的LED开发成功到如今彩色LED随处可见。LED的内部主要元件就是一个小小的半导体晶片(发光二极管)。发光二极管是一种能将电能转化为可见光的固态的半导体器件。它可以直接把电能转化为光能。

LED凭借着节能,环保,寿命长,无闪频,耐冲击,抗雷力强等优点,被广泛应用到交

通信号灯和大面积显示屏和家用等方面,产生了很好经济效益和社会效益。

因为是电磁效应,也有不能忽略的小问题。LED的漏电过大会造成PN结失效,LED灯灯饰不亮,但不影响其它LED灯工作。如果LED灯的内部链接尹先断开,会造成LED无电流通过而产生四灯并且影响其它LED灯的正常工作。人体静电也会对LED有严重损害。

真空管

真空管这个名字很陌生但是在生活中应用范围很广。我们可以从音响,微波炉, 人造卫星的高频发射机看到真空管的身影。热离子二极管就是一个真空管(也称“电子管”)。有一个包含这两个电极的密封真空玻璃壳组成。由灯丝加热的阴极和一个阳极。整个真空管

时代,这种二极管应用于模拟信号,并在消费电子产品(如收音机、电视机、音响系统)的直流供电设备中当做整流器。20世纪40年代,在那些供电设备内的真空管开始被硒整流器所替代,然后在1960年代又被半导体二极管替代。如今,二极管仍然在一些高功率应用场合中使用,由于能够承受瞬变和较好的鲁棒性,使得他们比半导体器件的优势能够显现出来。尤其是音频处理上,真空管基本不存在瞬态互调失真、开关失真及交越失真等影响音质的问题。因此近年来,在音响发烧友和录音棚所用的音频设备中,应用真空二极管的老式音频设备有回潮的迹象,如家用音响系统甚至是吉他效果器。

除了上述两种二极管之外还有不同用途的二极管。检波二极管,把高频信号中低频检出还能够限幅,削波,调制,混频,开关等电路。也有味调频检波专用的特性一致性好的两只二极管合并。整流二极管用于从输入交流中得到输出的直流是整流。限幅二极管

是将二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。.阻尼二极管多用在高频电压电路中,具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。

开关二极管二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。等等许多不同类型用途的二极管看起来不经看,但在电子电路起着很重要的作用。

在当今社会,二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久之前,人们就将装配一种矿石收音机来收听无线电广播,这种矿石后来就被做成了晶体二极管。不光有晶体二极管,发光二极管,二极管的用途各异,它们的产生促进人民的生活质量不断提高。二极管在电路中的应用使用得到保护,能够长时间正常工作。目前,二极管不光在显示屏,发光,方面的应用非常的广泛。在当今社会,“绿色”“高效”观念深入人心。二极管符合现代时代的追求,生活中不经意间就可以发现它在我们周围,并且起着很大的作用。


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