嵌入式開發學習筆記1 了解二極體

2021-10-03 11:26:43 字數 2979 閱讀 2241

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由於最近選修了嵌入式系統及電路的開發設計這門課,另外感覺未來的科研生活嵌入式開發也會佔一些比重,因此從最基本的51微控制器開始學習,本系列部落格是跟隨著bilibili上《手把手教你學51微控制器》來學習並記錄的,並且由於作者本身水平有限,如果有錯誤之處還請大家多多包涵

二極體是用半導體材料(矽、硒、鍺等)製成的一種電子器件,其最重要的特性就是單方向導電性,在電路中,電流只能從二極體的正極流入,負極流出,通常其包含乙個pn結,有正極和負極兩個端子,其結構如圖所示

p區的載流子是空穴,n區的載流子是電子,在p區和n區間形成一定的位壘。外加電壓使p區相對n區的電壓時,位壘降低,位壘兩側附近產生儲存載流子,能通過大電流,具有低的電壓降(典型值為0.7v),稱為正嚮導通狀態,若加相反的電壓,使位壘增加,可承受高的反向電壓,流過很小的反向電流,稱為反向阻斷狀態。

正向電流if

在額定功率下,允許通過的電流值

正向電壓降vf

二極體通過額定正向電流時,在兩級間所產生的電壓降

最大整流電流(平均值)iom

在半波整流連續工作的情況下,允許的最大半波電流的平均值

反向擊穿電壓vb

二極體反向電流急劇增大到出現擊穿現象時的反向電壓值

正向反向峰值電壓vrm

二極體正常工作時所允許的反向電壓峰值,通常vrm為vb的三分之二或小一些

反向電流ir

在規定的反向電壓條件下流過二極體的反向電流值

最大平均整流電流io

在半波整流電路中,流過負載電阻的平均整流電流的最大值

最大浪湧電流ifsm

允許流過的過量的正向電流(瞬間電流)

最高工作頻率fm

由於pn結的結電容存在,當工作頻率超過某一值時,其單向導電性將變差。最高工作頻率即二極體具有單向導電性的最高交流訊號的頻率。

反向恢復時間trr

當工作電壓從正向電壓變成反向電壓時,二極體工作的理想是電流能瞬時截止,但是實際上一般會延遲一段時間。決定電流截止延時的量,即反向恢復時間,就是二極體由導通突然反向時,反向電流由很大衰減到接近ir所需要的時間。

最大功率p

即加在二極體兩端電壓乘流過的電流的最大值,當功率過大時,會造成二極體溫度過高。

是一種將交流電源整流成直流電流的二極體/整流二極體具有明顯的單向導電性。

整流二極體可用半導體鍺或矽等材料製造,主要用於各種低頻半波整流電路,如需達到全波整流需連成整流橋使用。最大整流電流是指整流二極體長時間的工作所允許通過的最大電流值,其二極體特性曲線為

檢波二極體是用於把疊加在高頻載波上的低頻訊號檢驗出來的器件,具有較高的檢波效率和良好的頻率特性。

若將調幅訊號通過檢波二極體,由於檢波二極體的單向導電特性,調幅訊號的負向部分被截去,僅留下其正向部分,此時如在每個訊號週期取平均值(低通濾波),所得調幅訊號的波包即為基帶低頻訊號,實現了解調(檢波)功能

穩壓二極體是一種利用pn結反向擊穿狀態,其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象製成的起穩壓作用的二極體

穩壓二極體主要是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件,在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到乙個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓保持恆定,穩壓二極體的特性曲線的正向特性與普通二極體差不多,反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時,反向電阻很大,但是當反向電壓到達臨界值時,反向電流驟然增大,稱為擊穿,反向電阻驟然降到很小值,儘管電流在很大範圍內變化,但二極體兩端電壓基本穩定在乙個範圍內,其特性曲線如圖所示

主要引數有

uz-穩定電壓

指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值

iz-額定電流

指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值

rz-動態電阻

指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值

雷射二極體包括單異質結(sh)、雙異質結(dh)和量子阱(qw)雷射二極體,能夠直接從電流調製其輸出光的強弱,雷射二極體具有效率高、體積小、壽命長的優點,但其輸出功率小,線性差,單色性差,常用於固體雷射器的幫浦浦

:由於作者研究光機電裝備,所以加上了雷射二極體

半導體中的光發射起因於載流子的復合,當半導體的pn結加有正向電壓時,會削弱pn結勢壘,迫使電子從n區經pn結注入p區,空穴從p區經過pn結注入n區,這些注入pn結附近的非平衡電子和空穴將會發生復合,從而發射出波長為lammda的光子,其公式為

lammda=hc/eg

式中:h–蒲朗克常數;c–光速;eg–半導體的禁帶寬度

上述由於電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射,當自發輻射產生所產生的光子通過半導體時,一旦經過已發射的電子-空穴對赴京就能激勵二者復合,產生新光子,這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。

如果注入電流足夠大,則會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布,即粒子數反轉/當有源層內的載流子在大量反轉情況下,少量自發輻射產生的光子由於諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射,造成選頻諧振正反饋,當增益大於吸收損耗時,可從pn結中發出具有良好譜線的相干光–雷射

此外,還存在多種二極體,如開關二極體、變容二極體等,此處不一一介紹,需要的可以自己了解

二極體的主要引數

穩壓二極體

檢波二極體

雷射二極體

半導體二極體筆記

半導體二極體的引數 1.最大整流電流if 二極體長期連續工作時,允許通過二極體的最大整流電流的平均值 pn結正向偏置特性 2.反向擊穿電壓ubr 二極體反向電流急劇增加時對應的反向電壓值稱為反向擊穿電壓。3.最大反向工作電壓urm 為安全起見,在實際工作時,最大反向工作電壓urm一般只按反向擊穿電壓...

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一 二極體 特性 二極體導通後,壓降為0.7v。二 發光二極體 特性 發光二極體導通後,壓降為1 2v,驅動電流為5 20ma。貼片與直插壓降類似,但貼片led電流小於直插。三 穩壓二極體 穩壓二極體的使用形式為穩壓二極體與電阻串聯 穩壓二極體要達到比較好的穩壓效果,一定要注意穩壓電流的選取 在電路...

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1 主要引數 1 uz 穩定電壓 2 iz 穩定電流 3 pzm 額定功耗 4 rz 動態電阻 5 溫度係數 2 基本原理與使用 二極體工作在反向擊穿的狀態下,對於大電流波動的容忍能力較強,電壓變化極小,據此功能成為穩壓二極體 具體流程如下 圖二,r為乙個對於二極體來說必不可少的限流電阻,u1 為可...