
有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。
二极管其他用途:1、检波用二极管
就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
2、整流用二极管
就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流。以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。面结型,工作频率小于KHz,最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档。分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型。
3、限幅用二极管
大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。
4、调制用二极管
通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。
5、混频用二极管
使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。
6、放大用二极管
用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。
7、开关用二极管
有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。
8、变容二极管
用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。***厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
9、频率倍增用二极管
对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增。频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率。阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显著地短。如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。
10、稳压二极管
是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。作为控制电压和标准电压使用而制作的。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级。在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品。工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW型;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型。
11、PIN型二极管(PIN Diode)
这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。PIN中的I是“本征”意义的英文略语。当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和“本征”层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时,“本征”区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入“本征”区,而使“本征”区呈现出低阻抗状态。因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。
12、 雪崩二极管 (Avalanche Diode)
它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。
13、江崎二极管 (Tunnel Diode)
它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标“P”代表“峰”;而下标“V”代表“谷”。江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。
14、快速关断(阶跃恢复)二极管 (Step Recovary Diode)
它也是一种具有PN结的二极管。其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成“自助电场”。由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个“存贮时间”后才能降至最小值(反向饱和电流值)。阶跃恢复二极管的“自助电场”缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中。
15、肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode)
它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。
16、阻尼二极管
具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。
17、瞬变电压抑制二极管
TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类。
18、双基极二极管(单结晶体管)
两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点。
19、发光二极管
用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光。
钳位 的意思就是说二极管导通的情况下管压被限制在一定电压,无论加多大都不能改变两端的电压
人物简介侯洵,陕西咸阳人,1936年12月生。1959年毕业于西北大学物理系。1979年8月至1981年11月在英国帝国理工学院物理系进修两年。大学毕业后至今,在中国科学院西安光学精密机械研究所工作,1986年6月晋升为研究员。1986年6月至1995年3月任该所所长。2000年受聘西安交通大学教授。2003年9月任西安交通大学电子与信息工程学院院长。
人物生平1979年8月至1981年11月在英国帝国理工学院物理系进修两年。大学毕业后至今,在中国科学院西安光学精密机械研究所工作,1986年6月晋升为研究员。1986年6月至1995年3月任该所所长。2000年受聘西安交通大学教授。2003年9月任西安交通大学电子与信息工程学院院长。
侯洵院士是中国著名的光电子学专家、瞬态光学和光电子学领域的杰出代表。他从事光电发射材料及快速光电器件研究,先后作为主要参加者、学术带头人和主持人研制出一系列电光与光电子类高速摄影机,成功用于中国首次核试验、地下核试验以及雷射核聚变研究。侯洵院士是中国八·五攀登计画项目"飞秒雷射技术与超快过程研究"首席科学家,九·五攀登计画预选项目"强场雷射物理与飞秒超快过程研究"专家委员会两召集人之一。1985年"现代国防试验中的动态光学观测及测量技术"获国家科技进步特等奖,他是主要贡献者之一,排名第五。
侯洵同志十分重视青年人才的培养,已先后培养了41名硕士生,25名博士生。他(她)们后来大都成了瞬态光学或半导体光电子器件领域的科研骨干。
科研成果侯洵从事瞬态光学技术研究,先后以主要参加者、学术带头人和题目负责人身份亲自参与研制了一系列的电光与光电子类型的高速摄影机。
1985年系列超高速瞬态现像观测设备的研制与其它靶场观测仪器一起获得了题为"现代国防试验中的动态光学观测及测量技术"的国家科技进步奖特等奖。侯洵获个人获奖证书,排名第五。
为进一步发展中国瞬态光学技术和促进超快现像研究,他倡议并组织了"瞬态光学技术国家重点实验室"的申请立项工作,获得成功。1991年组织"飞秒雷射技术与超快过程研究""八五"攀登计画项目立项申请,获准后被国家科委聘为该项目首席科学家。该项目包含飞秒雷射技术、超快速测量技术及超快过程研究三部分,由六所六校的有关科技人员共同承担,完成得很好:1996年国家科委验收时整体评为A级。1997年起,作为 "九五"攀登计画预选项目"强场雷射物理与飞秒超快过程研究"的专家组召集人之一,承担过超快过程研究部分的组织工作与课题研究,2001年该项目验收时聘为A级。
此外,侯洵还于七十年代负责研制成功磁聚焦云母片耦合四级像增强器在国内研制成功了透射式砷化镓阴极和场助光电阴极八十年代初发明了长波回响高、面电阻小、稳定性好的钯银氧铯阴极在国内研制成功双近贴聚焦像增强器发明了使用电子陷阱材料的组合红外光电阴极发明了一种新型高效X射线光电阴极并获得了中国和美国发明专利1990年研制成功直径100毫米的微通道板X射线像增强器,当时在国内外领先,获中国专利。为解决常规武器靶场探测暗、小、快、多目标的难题,他提出了采用脉冲雷射照明、干涉滤光片抑制背景、像增强器增强目标图像的办法,成功地研制出了中国新一代靶场光测设备,1992年获国家科技进步奖二等奖。他重视科研成果的转化工作,曾主持设计并制造了成套像增强器制造设备,出口创汇191万美元。
2000年受聘该校教授以来,与吴洪才教授一起主持了985工程的重大项目"海量信息技术",领导开展了信息的超高密度光存储、光通信用无源器件、低损耗有机光纤等的研究工作,建立了"陕西省信息光子技术重点实验室"。
1984年被国家人事部授予"中青年有突出贡献专家"称号。
1989年被国务院授予"全国先进工作者"称号。
1991年被选为中国科学院学部委员(现改称院士)。
2002年被聘为国家自然科学基金委数理学部咨询专家委员会委员。
2002年被聘为陕西省第二届决策咨询委员会特邀委员。
现任中国光学学会常务理事、高速摄影与光子学专业委员会主任,陕西省科协副主席、陕西物理学会理事长,中国物理学会理事。
工作职位他现任中国物理学会理事,中国光学学会常务理事,陕西省科协副主席,陕西物理学会理事长,中国科技大学 *** 教授,西安交通大学 *** 教授电子与信息工程学院院长,西北大学双聘教授,北京理工大学顾问教授,华南师范大学 *** 教授。2000年6月,侯洵院士应聘为河南大学物理系教授。
侯洵院士亲自参与研制了一系列电光与光电子类型的高速摄影机,主要有:中国第一台克尔盒高速相机、电视--变像管高速相机及光纤--变像管毫微秒扫描相机、雷射核聚变及多种超快过程研究用的可见光皮秒扫描相机、X-射线皮秒扫描相机、四通道纳秒变像管分幅相机、红外皮秒变像管扫描相机、皮秒变像管分幅相机、重返大气层表面烧蚀情况用的变像管高温测量仪等。双楔型克尔盒的理论分析及所推导出的计算公式比国际上发表的结果早两年。变像管高速相机综合了现代物理、光电子学、精密机械、电子学与计算机技术,满足了中国现代科学技术发展的急需,1985年与其他观测仪器一起获得了国家科技进步奖特等奖。侯洵获个人获奖证书,排名第五。上述一系列超高速瞬态现象观测设备的研制成功使中国超快现象研究的时间解析度从微秒进到了皮秒,提高了六个数量级,回响波段从红外覆盖到了软X-射线,赶上了国际先进水平。这些成果分别获得了国家或中科院科技进步特等奖和一﹑二﹑三等奖。侯洵本人继龚祖同院士、王大珩院士之后于1990年成为国际高速摄影与光子学会议的中国国家代表。自1978年以来,他参加或带团参加过多次国际高速摄影与光子学学术会议并作为节目委员会主席协助王大珩院士组织了1988年在西安召开的第18届国际高速摄影与光子学会议,获得圆满成功。
所获荣誉侯洵院士由于1985年以前所从事的研究工作的保密要求,因此除在英国进修期间发表过论文外几乎没有发表过文章,自1986年以来,先后在国内外重要期刊及学术会议上发表论文190多篇,在第18届、第23届国际高速摄影会议及日本第一届国际高速摄影会议上做了特邀报告。
获国家科技进步特等奖,"现代国防试验中的动态光学观测及测量技术"排名第五(1985)国家科技进步三等奖"变像管皮秒扫描相机"排名第一(1985)国家科技进步二等奖"双近贴聚焦象增强器及分幅相机"排名第一(1991)国家科技进步二等奖"象增强高速电影摄影系统"排名第一(1992),国家发明三等奖"X射线皮秒分幅摄影技术",排名第一(1992)国家科技进步三等奖,"软X射线皮秒分幅摄影技术"排名第一(1993)中科院科技进步一等奖"SX1型双近贴聚焦象增强器毫微秒分幅相机"排名第一(1990)中科院科技进步一等奖"软X射线皮秒分幅摄影技术"排名第一(1992)中科院科技进步一等奖"成套象增强器制造设备"排名第一(1995)中科院科技进步二等奖四项:"小型雷射经纬仪象增强高速电影摄影系统"及"纳秒变像管扫描相机"排名均第一。,"BWS-5KII型皮秒变像管扫描相机"(排名第六),"固体双波长CnLiSAF雷射器的研究"(排名第三)中科院科技进步三等奖三项:"大尺寸X射线象增强器"(排名第一),"磁光碟机读、写、抹光头"(排名第四),"飞秒掺铬氟化锂锶铝雷射器研究"(排名第二)陕西省科技进步二等奖"XG60-1型MOCVD装置"(排名第一),三等奖"CW锁模YAG雷射同步泵浦飞秒雷射器"(排名第三),1996年度光华科技基金一等奖(个人奖)1999年度何梁何利"科学技术进步奖"(个人奖)。
侯洵院士同样重视科普工作和对青少年的科技知识与兴趣的培养,积极贯彻中央强调科普工作的方针,近几年来先后在西安、汉中、商州、咸阳等地的大学、中学作过多次科普报告并热心地参加过陕西省的"大手牵小手"活动。例如,他在西北大学、西安交大、陕西师范大学、西安工程科技学院、西安第二炮兵学院、汉中师范学院、商州师专等校作过瞬态光学、超短脉冲雷射技术及其套用、高速摄影及其套用等报告在陕西工学院、西安高中、西安中学、商州中学作过"光与我们"、"志存高远,珍惜时间"等报告,2004年获全国科普先进工作者称号。
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