在电子电路中,二极管是一种极为常见且重要的电子元器件。它具有单向导电性这一主要特性,即在正向电压作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下,导通电阻极大或无穷大。正是因为二极管具备这一特性,使其在整流、稳压等电路中得到了广泛应用。下面我们将详细对比开关二极管、整流二极管与稳压二极管的特性和应用。
开关二极管是半导体二极管的一种,是为在电路上进行 “开”“关” 操作而特殊设计制造的一类二极管。它具有开关速度高、应用频率高的特点,高频性能良好,主要用于开关电路作为电子开关使用。与一般二极管相比,它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间更短。常见的开关二极管有 2AK、2DK 等系列,广泛应用于电子计算机、脉冲和开关电路中。从角度来看,开关二极管的快速开关特性得益于其特殊的材料和结构设计,能够在高频信号下迅速响应,实现电路的通断控制。
稳压二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在临界击穿点上,反向电阻会降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定。稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因其这一特性,主要被作为稳压器件或电压基准元件使用。其特点是反向通电尚未击穿前,两端的电压基本保持不变。当把稳压管接入电路后,若电源电压发生波动或其他原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管在电路中常用 “ZD” 加数字表示,如 ZD5 表示编号为 5 的稳压管。要使稳压二极管正常工作,需要满足两个条件:一是反向加在稳压二极管上的电压要大于稳压管的稳压值;二是通过稳压管的电流要达到其工作条件,一般至少是几个 mA。例如,若使用 6.2V 稳压管,电源正极(9V)、电阻(R)、稳压管负极、稳压管正极、电源负极依次连接。假定稳压时电流是 5mA,则电阻大小可根据公式计算:(9 - 6.2) / 5mA = 1.4K 左右,实际使用中用一个 1K 的电阻即可。此时用万用表测量稳压管负极与地的电压,基本就在 6.2V 附近,实现了稳压功能。
整流二极管主要用于将交流电转变为直流电,通常工作于高电压大电流状态。一般情况下,整流管的高频性能不是很好,但开关电源中的整流管高频性能也很好,主要用于对工频电流整流。它具有工作频率低的特点,并且有电压和电流的要求指标。普通二极管有多种类型,有的可用于整流,有的可用于检波、限幅、开关等,但并非所有普通二极管都能用于整流。不过,只要在电压和电流上满足整流要求,一般的二极管都可以作为整流管使用,但整流管不一定能胜任检波、开关等工作。整流二极管的单向导通特性使其在二极管两端加正向电压时导通,加反向电压时截止,从而实现对交流电的整流功能。