模擬電路二極管及其電路(編輯修改稿)
2025-06-20 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 D/VT， 即 iD隨 VD呈指數(shù)規(guī)律變化； 加反向電壓時(shí) ， |VD|只要大于 VT幾倍以上 ， 則 iD≈ – IS(負(fù)號表示與正向參考電流方向相反 )。 由式 (323)可畫出 PN結(jié)的伏安特性曲線 ， 圖中還畫出了反向電壓大到一定值時(shí) ， 反向電流突然增大的情況 。 vi0TT VB R圖 3– 11 PN結(jié)的伏安特性 (323) )1( / ??TD VSD veIi PN 由圖 3– 11看出 ， 當(dāng)反向電壓超過 VBR后稍有增加時(shí) ， 反向電流會急劇增大 ， 這種現(xiàn)象稱為 PN結(jié)擊穿 ， 并定義 VBR為 PN結(jié)的擊穿電壓 。 PN結(jié)發(fā)生反向擊穿的機(jī)理可以分為兩種 。 vi0TT VB R圖 3– 11 PN結(jié)的伏安特性 一 、 在輕摻雜的 PN結(jié)中 ， 當(dāng)外加反向電壓時(shí) ， 耗盡區(qū)較寬 ， 少子漂移通過耗盡區(qū)時(shí)被加速 ， 動能增大 。 當(dāng)反向電壓大到一定值時(shí)，在耗盡區(qū)內(nèi)被加速而獲得高能的少子，會與中性原子的價(jià)電子相碰撞，將其撞出共價(jià)鍵，產(chǎn)生電子、空穴對。 新產(chǎn)生的電子、空穴被強(qiáng)電場加速后，又會撞出新的電子、空穴對。 碰撞電離 倍增效應(yīng) 二 、 在重?fù)诫s的 PN結(jié)中 ， 耗盡區(qū)很窄 ， 所以不大的反向電壓就能在耗盡區(qū)內(nèi)形成很強(qiáng)的電場 。 當(dāng)反向電壓大到一定值時(shí) ， 強(qiáng)電場足以將耗盡區(qū)內(nèi)中性原子的價(jià)電子直接拉出共價(jià)鍵 ， 產(chǎn)生大量電子 、 空穴對 ， 使反向電流急劇增大 。 這種擊穿稱為齊納擊穿或場致?lián)舸?。 反向擊穿過程為電擊穿，過程可逆。 熱擊穿過程不可逆。 167。 半導(dǎo)體二極管 基本結(jié)構(gòu) PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為 半導(dǎo)體二極管 。 引線 外殼線 觸絲線 基片 點(diǎn)接觸型 PN結(jié) 面接觸型 P N 二極管的電路符號： 伏安特性 V I 死區(qū)電壓 硅管,鍺管 。 導(dǎo)通壓降 : 硅管 ~,鍺管 ~。 反向擊穿電壓 VBR )1( / ?? TD VSD veIi 主要參數(shù) 1. 最大整流電流 IF 二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。 2. 反向擊穿電壓 VBR 二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓 VWRM一般是 VBR的一半。 3. 反向電流 IR 指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。 以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。 二極管的等效電路 1） 微變電阻 rD iD vD ID VD Q ?iD ?vD rD 是二極管特性曲線上工作點(diǎn) Q 附近電壓的變化與電流的變化之比： 顯然， rD是對 Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。 DDDivr??? 根據(jù)理論分析 ,二極管的電流與端電壓 VD存在如下關(guān)系 : TDTDVTsDd VIViveVIdvdig TDD???? /)()(261mAImVIVgr DDTdd ???)1()1( // ???? TD VSkTqvSD veIeIiTD VSD veIi /??2） 二極管的極間電容 二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢壘電容 CB和 擴(kuò)散電容 CD。 勢壘電容： 勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時(shí)，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是 勢壘電容 。 擴(kuò)散電容： 為了形成正向電流（擴(kuò)散電流），注入 P 區(qū)的少子（電子）在 P 區(qū)有濃度差，越靠近 PN結(jié)濃度越大，即在 P 區(qū)有電子的積累。同理，在 N區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴(kuò)散電容 CD。 P + N CB在正向和反向偏置時(shí)均不能忽略。而反向偏置時(shí)，由于載流子數(shù)目很少，擴(kuò)散電容可忽略。 PN結(jié)高頻小信號時(shí)的等效電路： 勢壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng) rd 晶體二極管模型 對電子線路進(jìn)行定量分析時(shí) ， 電路中的實(shí)際器件必須用相應(yīng)的電路模型來等效 ， 根據(jù)分析手段及要求的不同 ，器件模型將有所不同
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