在本教程中，我们将学习一种叫做信号二极管的特殊二极管。它主要应用于整形、箝位、保护电路中，主要应用的是一个信号二极管反激二极管或自由轮二极管。我们将了解一种非常常用的硅开关信号二极管1N4148，它的V-I特性和一些重要的规格。
大纲
介绍
二极管通常用作直接整流器、混合信号的混频器和开路或闭合电路的开关。混频器中的二极管用于检测信号，这些二极管通常被称为信号二极管。信号二极管的简单而常规的应用是作为基本的二极管开关。
信号二极管可以是一种非线性的半导体器件，它由半导体晶体制成，构成一种电子电路的小元件。
信号二极管得到了广泛的认可，因为它们经常出现在电子电路中，如电视、收音机和其他一些数字逻辑电路中，而且它们被设计成虽然高频电流只指向一个方向，但只驱动很少或不驱动功率。
PN结信号二极管通常用玻璃外壳或塑料外壳制作，通常在端子的阴极端有黑色或红色带。
信号二极管具有恢复时间快的优点，在信号处理领域有着广泛的应用。信号二极管可用于数字器件的时钟功能，共同防止反向信号对单片机的破坏。信号二极管将用于开关和削波应用，凡是短时间脉冲波形通常被削去的地方。
信号二极管使电流能力达到100毫安，它们以处理电子发射机发送的电信号中的信息而闻名。锗二极管的正向电压降约为0.2伏特，用作无线电中的检测电路。
在不需要锗二极管、硅半导体的精度的电子电路中，通常使用信号二极管，因为它们的阻值较低且易受热。
信号二极管的类型
这里是一些常用的信号二极管的列表。
- 1 n4973
- 1 n4148
- 1 n34a(锗二极管)
- 1 n4454
与传统整流二极管相比，小信号二极管的功率和电流额定值都很低，大约在500mW和150mA左右。锗信号二极管和硅信号二极管的特性完全不同。它们的情况如下:
锗二极管信号-这些二极管的反向偏置电阻值非常小，导致PN结的正向压降很低，通常约为0.2 V- 0.3 V，然而由于PN结面积小，正向偏置电阻值很高。
硅二极管信号-这些二极管具有非常高的反向偏置电阻值，导致PN结上约0.6 - 0.7V的正向电压降。它们具有中等低的正向偏压电阻值，从而产生较高的正向电流和反向偏压值。
信号二极管的V-I特性
如果外部电源的正极和负极都连接到PN结的各自端子上，那么信号二极管被称为正偏压。正向偏置二极管的电压产生的正向电流用I表示F。
正向电流的值与施加的外部电压成正比，与二极管的内置电阻成反比。由于耗竭层内电荷离子的作用，阻止电子和空穴离开结的静电力被称为阻挡电压
锗二极管p-n结的典型势垒电压为0.2 V~ 0.3 V，硅二极管为0.6 V~ 0.7 V。
如果电源的正极接信号二极管的阴极，负极接信号二极管的阳极，那么信号二极管处于反向偏置。当外部电压以反向偏置作用于二极管时，由于少数载流子穿过耗尽层并远离它，就会有少量称为漏电流的电流存在。
这种泄漏电流也称为反向饱和电流，用或表示，它与外部施加的电压无关，但取决于器件的温度。
如果施加的反向偏置电压非常高，少数载流子就会获得足够的能量来碰撞和分裂共价键，从而产生大量的电子-空穴对。
电子-空穴对产生的现象称为击穿。二极管击穿前的最大反向电压称为峰值反向电压或峰值反向电压。
在正向偏压中，信号二极管起闭合开关的作用，因此短路，只在一个方向(从正极到负极)驱动电流。在反向偏压中，硅二极管起着开路开关的作用，从而打开电路，阻止电流在二极管中流动。
硅信号二极管充当整流器、开关电路、限制电路和截断电路，截断短持续时间的波形。
信号二极管特性
下面给出了信号二极管特性和规格的详细参数。
反向峰值电压(PIV)
反向峰值电压参数定义为二极管反向可施加的最大电压量。不能超过这个峰值电压，因为超过这个峰值电压可能会导致设备故障。它也被称为最大反向电压，在反向偏置特性下，它小于二极管的雪崩击穿条件。
典型的反电压峰值值可能从几伏特到几千伏特不等。在整流电路的幅值方面，反向电压的峰值称为一个周期的负交变所包围的正弦波的最大负值。
功耗(PD)
总功耗定义为PN结信号二极管在电流导通过程中所耗散的最大功率。多余的能量将以热的形式消散。信号二极管的正向电阻是动态特性，它很小，有时变化很大。
在这种情况下，总功率耗散将通过乘以施加到二极管的电压和通过信号二极管的正向电流来测量。
正向电流(我F)
信号二极管的正向额定电流参数定义为信号二极管在不损坏器件的情况下能够轻松处理的最大阳极电流。如果当前电流超过正向电流额定值,然后信号二极管可能在结处由于热过载而损坏。
工作温度(T)
信号二极管的最大工作温度参数通常与总功耗有关，也与PN结的温度有关。它的定义是当最大正向电流达到时，器件的最大温度。
超过此温度值设备将损坏并导致设备故障。PN结信号二极管应保持在最大正向电流达到之前的温度。
1N4148信号二极管规范
这里是一些1N4148信号二极管的规格。它们如下。
- 最大重复反向电压= 100 V
- 平均整流正向电流= 200毫安
- 最大直流电= 300毫安
- 最大正向电压降= 10毫安时1.0 V。
- 非重复峰值正向浪涌电流= 1.0 A(脉冲宽度= 1 s)
- 总功耗= 500mw
- 反向恢复时间< 4ns
