三极管

简述各类二极管的基本特性

时间:2023-11-02 23:48:31 文章来源: 江南app平台下载

  是使用特别广泛的一类无源保护器件,各个二极管的物理原理虽然相似,但是功能特性却差别很大,使用场景也各不相同,本节简述各类二极管的基本特性。

  如图2-1所示,稳压二极管Zener利用了PN结的反向特性,当提高PN结二极管的反向电压时,大电流在一定的电压下开始流动,并得到恒定的电压。(此现状称为击穿,其电压叫做击穿电压)稳压二极管利用了这一特性。由于这种击穿电压也被称为齐纳电压,所以稳压二极管也被称为齐纳二极管,该电压可用作恒压电源电子电路的参考电压。

  对于齐纳二极管应用最重要的是反向偏置时的特性,其中齐纳二极管具有低于特定击穿电压的小泄漏电流,在击穿电压以上,I-V特性显示电流飞速增加。齐纳二极管可以在击穿电压VZ或高于击穿电压VZ时作为电压稳定器持续工作。正常的情况下,举个例子,当电压小于或等于6V时,会观察到齐纳现象,如果电压超过6V,雪崩现象将超过齐纳现象成为主导。齐纳电压和雪崩电压具有不一样的温度特性,前者的温度系数为负,后者的温度系数为正。

  TVS二极管(ESD保护二极管)在短时间内吸收很高的过电压,其作用是避免对其它半导体器件施加过大的电压。另一方面,如图2-2所示,齐纳二极管将输入电压钳位为恒定电压,并将钳制的电压提供给其它半导体器件。因此两者的差异在于,TVS二极管吸收浪涌电压以保护其它半导体器件,而齐纳二极管为其它半导体器件提供恒定电压,这两个二极管都具有箝位特定电压的功能,但它们用途不同。

  TVS二极管通常在反向阻断状态下使用,(基本上没有电流流动,只施加电压)只有当电压超过一定电压(钳位电压)并施加到TVS二极管时,才会发生击穿(钳位),齐纳二极管通常用于击穿状态,假设击穿(齐纳)电流总是在正常状态下流动。

  图2-3表示了变容二极管的特性,可变电容二极管是利用耗尽层电容特性的产品,当施加反向电压时,耗尽层出现在二极管的PN结中,其厚度与反向电压成正比。因此随着反向电压的增加,耗尽层厚度增加,但电容减小,其作用与增加电容器两个电极之间的距离相同。相反,如果反向电压减小,耗尽层厚度减小,但电容增加。变容二极管主要使用在于调谐电路等。由于这种电容变化会改变频率特性,因此与普通二极管相比,需要较大的电容变化率。

  可变电容二极管与一般二极管不同,其重要特性不是正向电压VF和开关特性,而是电容值及其变化(取决于电压)。

  肖特基二极管,全称肖特基势垒二极管,肖特基势垒二极管(SBD)是一种采用半导体和金属(比如:钼)结合,而不是采用PN结的器件。一般来说,金属与N型层结合的半导体已经实现了商业化,由于其正向电压小,反向恢复时间短,所以适合于高速开关应用。对于SBD而言,正向电压(VF)和反向漏电流之间有折衷关系。根据所使用的金属,通常来说反向耐受电压约为20至150V,VF约为0.4至0.7V,低于PN结二极管的值,具有低正向电压和低泄漏电流的新型结构的SBD也已经实现商业化,图2-4示出了SBD的I-V曲线:SBD的I-V曲线所示,SBD的反向恢复时间(trr)由LC谐振电路根据结电容和外部接线的电感确定,(由于结电容几乎不受温度的影响,所以从室温到高温trr相同)对于PN结二极管而言,trr会随着温度的升高而变长,所以SBD的开关特性越来越具优越性,适合用于高频开关。

  反向电流特性是阻尼振荡,对于SBD而言,半导体由N型层组成,因此金属充当二极管的阳极。同样地,只有电子是载流子,SBD变成了类似

  的单极元件。硅的能级不同于金属(能隙),该能级因金属元素而异。符号ΦB用于表示不同的能隙。Pt(铂)是一种具有大能隙的金属,V(钒)或

  (钛)是具有小能隙的金属,采用ΦB大的金属,泄漏电流小,但是正向电压VF大,采用ΦB小的金属,则情况相反。

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  。利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的

  的结构 /

  主要的参数有额定电流、标称电压、结电压等,选用时应结合实际要求加以甄别选用。

  的分类 /

  及分类 /

  在正向电压下的电流和电压之间的关系,通常为一条下凸曲线,斜率为正向动态电阻。

  的使用场景和要点 /

  TI_TMS320C28X处理器汇编语言工具v16.9.0.lts用户指南

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