二极管的类型和确定二极管的工作点

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许多电子元件也有所谓的最佳点或首选工作点或范围。二极管就是这样一个元件。二极管有许多类型、尺寸和形状;然而，它们通常可以被视为开关。也就是说，在正确的电气条件下，它们处于开启状态;否则，它们就关闭了。在许多应用中，准确地知道二极管的工作点在哪里是非常重要的。让我们回顾一些常见类型的二极管，然后看看我们如何能准确地确定工作点在哪里。

二极管类型

信不信由你，二极管的工作原理早在19世纪晚期就已经为人所知。事实上，热离子二极管，是由约翰·安布罗斯·弗莱明1904年，世界上出现了第一个真空管，在晶体管发明之前，真空管一直是无线电通信和其他电子设备的主要设备。

最简单的二极管由p型和n型材料组成，形成PN结，当器件上存在足够的电荷时，电子流过PN结。这种情况通常被称为正向偏倚。当没有电流流过二极管时，它被称为反向偏置。这种类型的二极管通常用于整流或交流信号到直流信号的转换，如下图所示。

四二极管桥式整流器

今天，有几十种二极管类型，用于各种类型的电气和电子电路。下面列出了其中一些:

二极管类型:

• 齐纳二极管-用于电压调节。

• 肖特基二极管-用于高频电路中的整流器。

• 变容二极管—作为可变电容。

• 雪崩二极管-用于射频和微波产生。

• 可控硅整流器(SCR)—作为控制器使用。例如，设置占空比。

• Schockley二极管-用作scr的触发开关。

• PIN二极管-用作射频开关，也用于检测x射线和伽马射线。

• 耿氏振荡器-用于产生微波范围内的信号。

• 晶体二极管

• 激光二极管-用于光学器件;比如cd、dvd、蓝光刻录机和播放器。

• 发光二极管(LED)-用于显示器、指示器和照明。

• 光电二极管- LED的倒数。入射光被转换成电流。

• 隧道二极管-用作高速开关(在纳秒范围内)。

• 珀尔帖效应二极管-用于加热或冷却的热应用。

上面的清单并不详尽;然而，它确实说明了二极管在许多电子应用中被广泛使用。对于其中的许多，都有一个我们希望二极管工作的最佳状态或工作点。

确定二极管的工作点

二极管是非线性器件。因此，它们具有描述其行为的非线性特征I-V曲线。对于正向偏置的二极管，该曲线为正，位于典型笛卡尔平面的第一象限，电压沿x轴绘制，电流沿y轴绘制。特征曲线是众所周知的肖克利或二极管方程，如下所示。

二极管的工作也可以用负载线来表示，这是一条延伸过点(ID, 0)和(0,VD)的线。这两条曲线相交的点是二极管工作点，通常称为静止点或Q点。

与任何图形一样，曲线的准确性不仅取决于计算本身，还取决于沿曲线绘制的点的数量。这与负载线无关，因为它是线性的;然而，这对于I-V特性来说可能很麻烦。对于一些二极管，不是一个单点，而是一个操作范围，在许多情况下，您的电路将包含几个二极管。由于这些原因，建议使用分析工具来确保准确性，并允许更有效的电路设计。

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