極管及其基本電路(2)(編輯修改稿)
2025-05-26 12:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 cm), 將共價鍵的價電子直接拉出來 , 產(chǎn)生電子 空穴對 , 使反向電流急劇增加 , 出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。 PN結(jié)的反向擊穿 對硅材料的ＰＮ結(jié) , 擊穿電壓 Ｕ Ｂ 大于７ V時通常是雪崩擊穿 , 小于４ V時通常是齊納擊穿； Ｕ Ｂ 在４V和７ V之間時兩種擊穿均有 。 由于擊穿破壞了ＰＮ結(jié)的單向?qū)щ娞匦?, 因而一般使用時應(yīng)避免出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象 PN結(jié)的反向擊穿 發(fā)生擊穿并不一定意味著ＰＮ結(jié)被損壞 。 當(dāng) PN結(jié)反向擊穿時 , 只要注意控制反向電流的數(shù)值 (一般通過串接電阻 Ｒ 實現(xiàn) ), 不使其過大 , 以免因過熱而燒壞ＰＮ結(jié) , 當(dāng)反向電壓 (絕對值 )降低時 , ＰＮ結(jié)的性能就可以恢復(fù)正常 。 穩(wěn)壓二極管正是利用了ＰＮ結(jié)的反向擊穿特性來實現(xiàn)穩(wěn)壓的 , 當(dāng)流過ＰＮ結(jié)的電流變化時 , 結(jié)電壓保持基本不變 。 PN結(jié)的電容效應(yīng) (1) 勢壘電容 CB 勢壘電容是由阻擋層內(nèi)空間電荷引起的?？臻g電荷區(qū)是由不能移動的正負(fù)雜質(zhì)離子所形成的 ,均具有一定的電荷量 , 所以在ＰＮ結(jié)儲存了一定的電荷 , 當(dāng)外加電壓使阻擋層變寬時 , 電荷量增加；反之 , 外加電壓使阻擋層變窄時 , 電荷量減少。即阻擋層中的電荷量隨外加電壓變化而改變 , 形成了電容效應(yīng) , 稱為勢壘電容 ,用Ｃ Ｔ 表示。 PN結(jié)的電容效應(yīng) (2) 擴(kuò)散電容 CD 擴(kuò)散電容示意圖 擴(kuò)散電容是ＰＮ結(jié)在正向電壓時 , 多數(shù)載流子在擴(kuò)散過程中引起電荷積累而產(chǎn)生的 。 當(dāng)ＰＮ結(jié)加正向電壓時 ,Ｎ區(qū)的電子擴(kuò)散到Ｐ區(qū) , 同時Ｐ區(qū)的空穴也向Ｎ區(qū)擴(kuò)散 。 顯然 , 在ＰＮ區(qū)交界處 (x＝０ ), 載流子的濃度最高 。 由于擴(kuò)散運(yùn)動 , 離交界處愈遠(yuǎn) , 載流子濃度愈低 , 這些擴(kuò)散的載流子 , 在擴(kuò)散區(qū)積累了電荷 , 總的電荷量相當(dāng)于圖中曲線１以下的部分(圖表示了Ｐ區(qū)電子 ｎ p的分布 )。 若ＰＮ結(jié)正向電壓加大 , 則多數(shù)載流子擴(kuò)散加強(qiáng) , 電荷積累由曲線１變?yōu)榍€２ , 電荷增加量為 ΔＱ；反之 , 若正向電壓減少 , 則積累的電荷將減少 , 這就是擴(kuò)散電容效應(yīng) CD, 擴(kuò)散電容正比于正向電流 , 即Ｃ D∝ I。 所以ＰＮ結(jié)的結(jié)電容 Ｃ ｊ 包括兩部分 , 即 Cj＝ Ｃ Ｔ ＋ Ｃ Ｄ 。 一般說來 , ＰＮ結(jié)正偏時 , 擴(kuò)散電容起主要作用 , Ｃ ｊ≈Ｃ Ｄ ；當(dāng)ＰＮ結(jié)反偏時 , 勢壘電容起主要作用 , 即 Ｃ ｊ ≈Ｃ Ｔ 。 擴(kuò)散電容 CD xO2? Qnp1 P區(qū)中電子濃度的分布曲線 及電荷的積累 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) 二極管的伏安特性 二極管的參數(shù) 39 在 PN結(jié)上加上引線和封裝 ， 就成為一個二極管 。 二極管 分類 材料：硅二極管和鍺二極管 用途：整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、普通二極管 結(jié)構(gòu)、工藝：點接觸、面接觸 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) 在 PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有 點接觸型、面接觸型和平面型 三大類。 (1) 點接觸型二極管 PN結(jié)面積小，所以極間電容小，適用于高頻電路和數(shù)字電路。不能承受高的反向電壓和大電流 . (a)點接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 (3) 平面型二極管 往往用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。 (2) 面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，可承受較大的電流 ,但極間電容也大 .適用于整流電路 ,不宜用于高頻電路。 (b)面接觸型 (c)平面型 陰極引線陽極引線PNP 型支持襯底(4) 二極管的代表符號 ( d ) 代表符號k 陰極陽極 a 二極管的伏安特性 二極管的伏安特性曲線可用下式表示 )1e( /SD D ?? TVvIi 0 vD / V 0 .2 0 . 4 0 . 6 0 .8 ? 10 ? 20 ? 3 0 ? 4 0 5 10 1 5 20 ? 10 ? 20 ? 3 0 ? 40 i D /? A i D / m A 死區(qū) V th V BR 硅二極管 2CP10的 VI 特性 0 v D / V 0 .2 0 . 4 0 . 6 ? 2 0 ? 4 0 ? 60 5 10 1 5 20 ? 10 ? 20 ? 3 0 ? 40 i D /? A i D / m A ② ① ③ V th V BR 鍺二極管 2AP15的 VI 特性 +i Dv DR正向特性 反向特性 反向擊穿特性 二極管的伏安特性 二極管的伏安特性曲線 (1) 正向特性：正向電壓低于某一數(shù)值時 , 正向電流很小 , 只有當(dāng)正向電壓高于某一值后 , 才有明顯的正向電流 。 該電壓稱為導(dǎo)通電壓 , 又稱為門限電壓或死區(qū)電壓 , 用 Ｕ th表示 。 在室溫下 , 硅管的 Ｕ th約為０ .６～０ .８ V, 鍺管的 Ｕ ｏｎ 約為０ .１～０ .３ V。 通常認(rèn)為 , 當(dāng)正向電壓 Ｕ ＜ Ｕ th時 , 二極管截止； Ｕ ＞ Ｕ th時 , 二極管導(dǎo)通 。 二極管的伏安特性 二極管的伏安特性曲線 (2
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