徐志成版电气专业英语U2全文翻译.doc

Unit 2 二极管 电子元件当中，二极管是一种具有两个电极的装置。 二极管两级之间的信号可以流动，但大多数都用到它们单向电流的特性。 变容二极管用作电子式的可调电容器。 大多数二极管具有的电流方向性的特点统称为整流特性。 二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断 （称为逆向偏压）。 因此，二极管可以认为是电子版的逆止阀。 真正的二极管不显示这样一个完美的开关方向，但却有一个较为复杂的取决于半导体技术的非线性电学特性。 二极管也有一些其他不设计开关方式的功能。 早期的二极管包含“猫须晶体”以及真空管。 现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。 半导体二极管 大多数现代二极管都基于p-n结。 在p-n结二极管中，电流从p端（阳极）流向n端（阴极），但是不可以反相流。另一种半导体二极管，肖特基二极管，利用金属与半导体接触形成的金属——半导体结原理制作的而不是p-n结原理制作。 电流——电压特性 半导体二极管的电流——电压特性，或者说I-V曲线，与载流子流过的耗尽层或耗散区有关，耗尽层或耗散区位于不同类型半导体间形成的p-n结上。 当p-n结是第一次创建，导带（移动）电子从n型掺杂区扩散到有许多空穴的（没有电子的区域）P区电子“重组”。 当一个移动的电子在空穴重组，空穴和电子都消失了，留下一个N端的正电荷和P端的负电荷。 p-n结附近的区域成为耗尽区，从而表现为绝缘体。 然而，耗尽层的宽并不是无限的。 因为每个电子空穴重组，在N区留下一个正电离子，在P区留下一个负电离子。 因为重组过程和更多的离子被创建，电场的增加使通过耗尽区的作用减缓，终于停止重组。 在这一点上，有一个“内置”的潜力穿越耗尽区。 如果外部电压与放置在二极管具有相同，耗尽区作用与绝缘体作用相同，阻止任何电流流过。 这是偏置现象。 但是，如果外部电压的极性与内部潜在的相反，便会再次重组，使电流通过p-n结。 就硅二极管而言，内置电压约为0.6伏。 因此，如果电流通过二极管，约0.6伏将穿越二极管，在相对于N区p型掺杂区为正，二极管就被“打开”了，因为它有正向偏置。 二极管的I-V特性与下图操作的四个区域类似（图1.2.1）。 在反向偏压非常大的情况下，超越反峰电压或PIV，这个过程被称为反向击穿，它导致电流的增加，并永久损害设备。 雪崩二极管是故意设计用于击穿区域。 齐纳二极管中（稳压二极管），PIV技术的概念是不适用的。 齐纳二极管包含一个重掺杂p-n结隧道，允许电子从p型材料的价带到n型材料的导带，这样的反相电压“夹紧”到一个已知值（叫做齐纳电压（稳压电源）），击穿不会发生。 但是，两种二极管都有最大电流和钳位反向电压区域功率限制。 第二个区域，反向偏压大于PIV，只有很小的反向饱和电流。 在反向偏置的p-n结整流二极管区域，通过电流是很慢（μA范围内）。 第三个区域是向前的，但小的偏置，其中只有一个小的正向电流。 由于上述任意定义的“削减电压”或“对电压”或“二极管正向压降”潜在差异的增加，二极管的电流变得明显（电流的电平被认为是“明显的”，削减电压的值依赖于应用程序），二极管表现成一个阻值非常低的电阻器。 电流-电压曲线呈指数型。 正常硅二极管的额定电流，任意的“削减”电压被定义为0.6至0.7伏。 其他类型二极管的值不相同，肖特基二极管可以低至0.2V，红色发光二极管（LED）可以1.4V以上，蓝色LED可以达到4.0V。 电流较高，二极管的正向压降增加。 压降为1V至1.5V是典型的全功率二极管的额定电流。 半导体二极管的类型 结型二极管有许多种类型的，不是强调在一个专用电路中二极管由几何尺度，掺杂层，选择合适的电极等不同的物理方面，就如耿氏效应和激光二极管和金属氧化物半导体场效应晶体管的不同的设备。 普通（p-n结）二级管，如上所述，通常是由硅或更为少见的锗掺杂制作。 在现代硅功率整流二极管的发展以前，铜和硒被用作原料，它的低效率给了它一个更高的正向压降（通常1.4-1.7伏每“细胞”，通过多个细胞堆积，增加高电压整流器的峰值反向电压），需要大的散热片（通常二极管的金属基体的延伸），远大于同一电流额定值的硅二极管。 所有二级管，包括每个引脚和其他内部二极管，绝大多数是CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路P-N二极管。 二级管的应用 无线电解调 二极管的第一个用途是调幅无线电广播（调幅）的调幅。 这一发现的历史在无线电文章中被深度探讨。 总的来说，调幅信号由电压的正峰值和负峰值组成，振幅或包络线与原始音频信号成比例。 二级管（原来是一个晶体二极管）整流无线电频率信号，只留下无线电原始音频信号。 音频可使用一个简单的滤波器提取，并送入音频放大器或换