二极管的类型和二极管工作点的确定

在我十几岁的时候，我曾幻想自己是个相当优秀的运动员。毕竟，我刚开始是橄榄球队的一员，甚至有一段时间既打攻防。虽然打篮球有点矮，但我射得很好。我可能没有给棒球足够的机会，但我可以跑和接球。关于棒球，有一件事我从来没有真正掌握过，那就是总是用网而不是手掌。没能在那个最佳位置接球是相当痛苦的。

许多电子元件也有所谓的“甜蜜点”或“首选工作点”或“范围”。二极管就是这样的一个元件。二极管有多种类型、尺寸和形状;然而，它们通常可以被视为开关。也就是说，在适当的电条件下;否则，它们就关闭了。在许多应用中，非常重要的是要准确地知道二极管的操作点是你的应用。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所在的位置。

类型的二极管

信不信由你，二极管的工作原理早在19世纪末就已经为人所知。事实上，热离子二极管，由约翰·安布罗斯弗莱明1904年，出现了第一根真空管，在晶体管发明之前，它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，它们形成一个PN结，当足够的电荷通过器件时，电子通过PN结流动。这种情况通常称为正向偏倚。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，用于所有类型的电气和电子电路。以下列举了其中一些:

类型的二极管:

• 齐纳二极管-用于电压调节。

• 肖特基二极管-在高频电路中用作整流器。

• 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—用作控制器。例如，设置占空比。

• Schockley二极管-用作可控硅的触发开关。

• 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;例如cd、dvd和蓝光录放机和播放器。

• 发光二极管(LED)-用于显示器，作为指示器和照明。

• 光电二极管-与LED相反。入射的光被转换成电流。

• 隧道二极管-用作非常高速的开关(纳秒范围内)。

• 珀尔帖效应二极管-用于加热或冷却的热应用。

上面的列表并不详尽;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，有一个最好的状态或操作点，我们希望二极管的功能。

二极管工作点的确定

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。对于正向偏压的二极管，该曲线为正，位于典型的笛卡尔平面的第一象限，电压沿x轴绘制，电流沿y轴绘制。特性曲线是众所周知的Schockley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征，这是一条通过点(ID, 0)和(0,VD)延伸的线。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。这与载重线无关，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，不是一个单一的点，而是一个操作范围，在许多情况下，你的电路将包含多个二极管。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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