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二極體, image, image, image, image, image, image - Coggle Diagram
二極體
種類
隧道二極體
又稱
江崎二極體
穿隧效應二極體
穿隧二極體
透納二極體
可以高速切換的二極體
高摻雜的PN接面所形成空乏區通常只有10奈米寬
材料包括鍺、砷化鎵等窄能隙的材料
稽納二極體
優點
可以簡化電路
電壓比較器、直流穩壓電源等方面有廣泛的應用
與一般二極體有何異同
稽納二極體的順向偏壓和一般二極體相同
能承受比一般二極體更高的電壓
稽納二極體的逆向電壓操作是可逆的
常見的稽納電壓從3伏特到100伏特
基本原理
稽納二極體摻雜濃度為
雪崩二極體
設計在特定逆向電壓下,會突崩潰的二極體
材料會用矽或是其他半導體材料
雪崩二極體的接合面會經特別設計,因此在崩潰時不會破壞二極體
變容二極體
是接面電容隨電壓電壓變化而顯著改變的一種特殊二極體
在類別調諧電路中都有廣泛應用
平時工作在反偏狀態,其反偏電壓的變化會改變空乏區的厚度
IMPATT二極體
有負阻特性的周態微波二極體
基片通常由砷化鎵或矽製成
在可調諧腔體或波導中時,可以成為工作在千兆赫頻段上的振盪器或放大器。
發光二極體
發光的半導體電子元件
三價與五價元素所組成複合光源
優點
省電
反應時間短,可以達到很高的閃爍頻率
使用壽命長,且不因連續閃爍而影響其壽命
體積小
單色性強,是單一能級光出的光子,波長比較單一,能在不加濾光器下提供多種單純的顏色。
缺點
成本較高,售價較高
作照明用途時會刺眼,須運用光學設計分散光源
每枚發光二極體因生產技術問題都會在特性上有一定差異,即使是同一批次的發光二極體差異也不少。
發光二極體光度並非與電流成線性關係,光度調節略為複雜
在降低成本的考量下,許多市售產品搭配品質較差的變壓器,而加快損壞的可能
甘恩二極體
只由N型雜質半導體材料組成
具有三個區域
一層輕摻雜的薄層
兩端是N型重摻雜區
N型半導體
一個有5個價電子的原子。例如銻(Sb)、砷(As)、磷(P)。一矽晶體掺雜大量的五價原子
多自由電子,少電洞
正電荷量與負電荷量相等,故N型半導體呈電中性。
在半導體中摻入施主雜質,就得到N型半導體
P型半導體
一個有3個價電子的原子。例如鋁、硼、鎵。一矽晶體掺雜大量的三價原子
多電洞,少自由電子
正電荷量與負電荷量相等,故P型半導體呈電中性
在半導體中摻入受主雜質,就得到P型半導體
順向偏壓
陽極側施加正電壓,陰極側施加負電壓
N型半導體被注入電子,P型半導體被注入電洞
多數載流子過剩,空乏層縮小、消滅,正負載流子在PN接合部附近結合並消滅
逆向偏壓
陽極側施加相對陰極負的電壓
N型區域被注入電洞,P型區域被注入電子
主要載流子都變為不足,因此結合部位的空乏層變得更寬,內部的靜電場也更強,擴散電位也跟著變大
材料
結構
一個半導體性能的結晶片通過PN接面連接到兩個電終端。
大多是使用矽來生產,鍺半導體材料有時也會用到。
特性
電極
A極
陽極
K極
陰極
只允許電流由單一方向通過稱為正向偏壓,反向時阻斷稱為反向偏壓
接面電壓
當二極體的P-N接面處於順向偏壓時,必須有相當的電壓被用來貫通空乏區,導致形成一逆向的電壓源,此電壓源的電壓就稱為障壁電壓
矽二極體的障壁電壓約0.6V~0.7V,鍺二極體的障壁電壓約0.3~0.4V