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技術(shù)專題
二極管電流：功能和特性
與我們在電子領(lǐng)域遇到的無數(shù)電子組件相比，二極管是一個相對簡單的組件。從根本上講，二極管是一種組件，它允許電流沿一個方向流動，并阻止其沿另一個方向流動。二極管允許電流在一個方向上流動而不受任何阻抗的影響，同時完全阻止了另一方向上的所有電流流動。此外，在這兩種操作狀態(tài)之間有明確的名稱。
二極管
如前所述，流過二極管的電流只能沿一個方向流動，我們稱這種狀態(tài)為正向偏置。由于電流只能沿一個方向（正向偏置）流動，因此我們非正式地將二極管視為單向電子閥。如果二極管兩端的電壓為負，則不會流過電流；因此，理想的二極管看起來像開路。
典型二極管可能存在的條件或狀態(tài)是正向偏置或反向偏置。在電子學(xué)中，我們將偏置或偏置定義為在電子電路的不同點建立一組電流或電壓以設(shè)置電子組件內(nèi)適當(dāng)工作條件的方法。盡管這是答案的簡化版本，但從根本上講還是正確的。
二極管是由P型和N型半導(dǎo)體材料組成的電子組件。我們稱為pn結(jié)。它還具有連接到這兩個末端的導(dǎo)線，可輕松實現(xiàn)幾乎任何電子電路的實現(xiàn)。
二極管功能
我們將固定在N型半導(dǎo)體上的鉛稱為陰極。因此，陰極是二極管的負極。相反，我們將連接到P型半導(dǎo)體的引線稱為陽極，這使其成為二極管的正極。
當(dāng)我們將電壓源連接到二極管，從而電壓源的正極連接到陽極，負極連接到陰極時，二極管充當(dāng)導(dǎo)體，從而允許電流流動。當(dāng)我們沿這個方向?qū)㈦妷哼B接到二極管時，我們稱其為正向偏置。
但是，如果我們反轉(zhuǎn)此電壓方向，即將負極（-）端連接到陽極，將正極（+）端連接到陰極，則電流將不會流動。此時，二極管用作絕緣體。當(dāng)我們沿該方向?qū)㈦妷哼B接到二極管時，我們稱其為反向偏置。
注意：盡管在正向偏置電流和反向偏置偏置電流中沒有，但二極管可以有效阻斷的電流水平有一個最大限制。
二極管的兩個區(qū)域
我們簡要討論了二極管中的兩個半導(dǎo)體區(qū)域（P和N）。但是，區(qū)分側(cè)面或半導(dǎo)體區(qū)域也很重要。
首先，關(guān)于示意性地表示二極管的符號，陰極在右側(cè)，陽極在左側(cè)。通常，將原理圖符號的陽極側(cè)視為描繪電流標準方向的箭頭，即正（+）到負（-）。因此，二極管允許電流沿箭頭方向流動。然后，將陰極側(cè)的垂直線視為一個巨大的負號（-），它表示二極管的哪一側(cè)對正向偏置為負。
二極管電流功能
標準二極管在允許電流流動之前需要精確數(shù)量的正向電壓。通常，二極管在允許電流流過之前需要的規(guī)定電壓量很小。通常，這等于0.5伏。直到達到該電壓量，電流才會流過。然而，在達到正向電壓時，電流容易流過二極管。
我們將此正向方向的最小電壓閾值稱為二極管的正向壓降。這樣做的原因是因為電路會丟失或降低二極管上的該電壓。我們可以通過使用萬用表并在正向偏置狀態(tài)下跨二極管的引線進行測量來進行檢查。結(jié)果讀數(shù)將是二極管的正向壓降。
為了進一步說明，我們可以使用上面的電路原理圖。當(dāng)我們用萬用表測量燈的兩端時，電壓將是電池電壓（12伏）與電路中二極管的正向壓降之差。例如，如果我們二極管的正向壓降為0.8伏，而電池電壓恰好為12伏，那么燈兩端的電壓將為11.2伏。
二極管特性
二極管具有在擊穿之前可以承受的最大反向電壓，因此允許電流反向流過二極管。我們將此反向電壓稱為峰值反向電壓（PIV）或峰值反向電壓。此外，就電路功能而言，它是二極管的基本規(guī)格。當(dāng)務(wù)之急是不要讓電路設(shè)計中的任何二極管承受超過該極限的電壓。
除了其PIV和正向壓降額定值外，二極管還可以接收最大電流額定值。如該額定值所示，它是二極管的峰值工作電流，超過該峰值將導(dǎo)致對二極管乃至整個電路造成不可挽回的損害。
二極管作為一個組件相對簡單，但是它在一個組件中提供了兩個不同組件的功能。二極管的廣泛應(yīng)用包括幾乎無窮無盡的電氣設(shè)備應(yīng)用列表。總而言之，二極管是真正的自適應(yīng)組件，可為設(shè)計人員提供最佳控制，使二極管在電路設(shè)計中發(fā)揮什么作用。
一組具有各種形狀和尺寸的二極管，但它們都共享相同的電流特性。
要在具有適當(dāng)二極管電流流動特性的設(shè)計中成功實施二極管，就需要使用高質(zhì)量的PCB設(shè)計和分析軟件。