二极管主要应用
经过多年来科学家们不懈努力,半导体二极管发光的应用已逐步得到推广,目前发光二极管广
泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管
的很多特性是普通发光器件所无法比拟的,主要具有特点有:安全、率、环保、寿命长、
响应快、体积小、结构牢固。因此,发光二极管是一种符合绿色照明要求的光源 [3] 。目前
,发光二极管在很多领域得到普遍应用,下面介绍几点其主要应用:
(1)电子用品中的应用
发光二极管在电子用品中一般用作屏背光源或作显示、照明应用。从大型的液晶电视、电脑显
示屏到媒体播放器MP3、MP4以及手机等的显示屏都将发光二极管用作屏背光源 [3] 。
(2)汽车以及大型机械中的应用
发光二极管在汽车以及大型机械中得到广泛应用。汽车以及大型机械设备中的方向灯、车内照
明、机械设备仪表照明、大前灯、转向灯、刹车灯、尾灯等都运用了发光二极管。主要是因为
发光二极管的响应快、使用寿命长(一般发光二极管的寿命比汽车以及大型机械寿命长) [3]
。
(3)煤矿中的应用
由于发光二极管较普通发光器件具有效率高、能耗小、寿命长、光度强等特点,因此矿工灯以
及井下照明等设备使用了发光二极管。虽然还未完全普及,但在不久将得到普遍应用,发光二
极管将在煤矿应用中取代普通发光器件 [3] 。
(4)城市的装饰灯
在当今繁华的商业时代,霓虹灯是城市繁华的重要标志,但霓虹灯存在很多缺点,比如寿命不
够长等。因此,用发光二极管替代霓虹灯有着很多优势,因为发光二极管与霓虹灯相比除了寿
命长,还有节能、驱动和控制简易、无需维护等特点。发光二极管替代霓虹灯将是照明设备发
展的必然结果
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特性曲线
与PN结一样,二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安
特性曲线(图)。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超过0.6V时,
电流开始按指数规律,通常称此为二极管的开启电压;当电压达到约0.7V时,二极管处于
完全导通状态,通常称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表示。
对于锗二极管,开启电压为0.2V,导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压,当电压值较
小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时,电流开始急剧
,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表示。不同型号的二极管
的击穿电压UBR值差别很大,从几十伏到几千伏。
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反向性
外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。
由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极
管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱
和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数
目增加,反向饱和电流也随之增加
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二极管重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出
。
正向特性
在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连
接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导
通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门坎电
压”,又称“死区电压”,锗管约为0.1V,硅管约为0.5V)以后,二极管才能真正导通。导通
后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向
压降”。
反向特性
在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流
流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍
然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压到某一数值,
反向电流会急剧,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
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