又有新的二極管了?二極管基本特性解讀!

二極管的發(fā)展已經(jīng)很久了，發(fā)展至今，二極管已經(jīng)發(fā)展了幾十年了。所以，大家對(duì)二極管也是相對(duì)比較了解的。而在最近，有機(jī)構(gòu)研究出新型超導(dǎo)二極管，你有沒有掌握一手資料呢?除此以外，本文還將對(duì)二極管的特性予以介紹。如果你對(duì)二極管具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、新型超導(dǎo)二極管面世

二極管是最早誕生的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用非常廣泛。特別是在各種電子電路中，利用二極管和電阻、電容、電感等元器件進(jìn)行合理的連接，構(gòu)成不同功能的電路，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電整流、對(duì)調(diào)制信號(hào)檢波、限幅和鉗位以及對(duì)電源電壓的穩(wěn)壓等多種功能 。

無(wú)論是在常見的收音機(jī)電路還是在其他的家用電器產(chǎn)品或工業(yè)控制電路中，都可以找到二極管的蹤跡 。

而就在最近，又有新型二極管面世了!!!

美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分?？茖W(xué)家開發(fā)出一種新型超導(dǎo)二極管，該器件更節(jié)能，可一次處理多個(gè)電信號(hào)，還包含一系列控制能量流動(dòng)的門，而此前的超導(dǎo)二極管不具備這一功能。新型超導(dǎo)二極管有助擴(kuò)大量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模，提高人工智能(AI)系統(tǒng)的性能。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志。

論文資深作者、物理與天文學(xué)院副教授弗拉德·普瑞比格指出，科學(xué)家希望使計(jì)算機(jī)變得更強(qiáng)大，但目前的材料和制造方法很快會(huì)出現(xiàn)一些硬件上的瓶頸，因此需要新方法來(lái)開發(fā)計(jì)算機(jī)，目前提高計(jì)算能力的最大挑戰(zhàn)之一是其耗能太高。二極管通常由半導(dǎo)體制成，但科學(xué)家一直希望用超導(dǎo)體制造二極管，因?yàn)槌瑢?dǎo)體能在不損失能量的情況下工作。

在最新研究中，普瑞比格團(tuán)隊(duì)使用3個(gè)約瑟夫遜結(jié)制造出了新超導(dǎo)二極管。這些約瑟夫遜結(jié)通過(guò)將非超導(dǎo)材料夾在超導(dǎo)體之間制成，隨后他們讓超導(dǎo)體與半導(dǎo)體層相連，這一獨(dú)特設(shè)計(jì)使他們能用電壓控制設(shè)備的行為。

結(jié)果顯示，該設(shè)備能夠處理多個(gè)信號(hào)輸入，而典型的二極管只能處理一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。這一功能可應(yīng)用于神經(jīng)形態(tài)計(jì)算，這種計(jì)算通過(guò)模仿神經(jīng)元在大腦中的功能來(lái)提高AI系統(tǒng)的性能。

研究團(tuán)隊(duì)表示，該設(shè)備接近有史以來(lái)最高能效，而且他們首次證明了可添加門并施加電場(chǎng)來(lái)獲得這些特性。新設(shè)計(jì)不僅所用材料更適合工業(yè)生產(chǎn)制造，還提供了新功能，原則上適用于任何類型的超導(dǎo)體，并有助于促進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)。

二、二極管特性

通過(guò)上面的介紹，想必大家已經(jīng)了解到了即將面世的新型超導(dǎo)二極管。那么在這部分，我們還是來(lái)回顧一下二極管的一些基本特性，畢竟萬(wàn)變不離其宗!

1.二極管的伏安特性

二極管的伏安特性是施加在二極管兩端的電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系。用于定性描述兩者之間關(guān)系的曲線稱為伏安特性曲線。

2.二極管的正向特性

1)當(dāng)施加的正向電壓小時(shí)，二極管呈現(xiàn)大電阻，正向電流幾乎為零，并且曲線OA段被稱為非導(dǎo)電區(qū)域或死區(qū)。通常，硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏，鍺的死區(qū)電壓約為0.2伏。該電壓值也稱為閾值電壓或閾值電壓。

2)當(dāng)施加的正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓時(shí)，PN結(jié)中的電場(chǎng)幾乎被消除，二極管的電阻很小，正向電流開始增加，并進(jìn)入正向?qū)▍^(qū)，但電壓不是與電流成比例，例如AB。分割。隨著施加電壓的增加，正向電流迅速增加。例如，BC部分的特性曲線是陡峭的，并且伏安關(guān)系近似是線性的，并且處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。

3)二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱為正向壓降(或管壓降)，幾乎是恒定的。硅管的管壓降約為0.7V，鍺管的管壓降約為0.3V。

3.二極管的反向特性

1)當(dāng)二極管經(jīng)受反向電壓時(shí)，PN結(jié)的內(nèi)部電場(chǎng)增強(qiáng)，并且二極管呈現(xiàn)大電阻，并且僅有小的反向電流。在實(shí)際應(yīng)用中，反向電流越小，二極管的反向電阻越大，反向截止性能越好。通常，硅二極管的反向飽和電流低于幾十微安，鍺二極管為幾百微安，高功率二極管略大。

2)當(dāng)反向電壓增加到一定值時(shí)，反向電流急劇增加并進(jìn)入反向擊穿區(qū)域，其相應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓。如果二極管損壞后電流過(guò)大，則管子會(huì)損壞。因此，除齊納二極管外，二極管的反向電壓不得超過(guò)擊穿電壓。

以上便是此次帶來(lái)的二極管相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)二極管已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!