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正文內(nèi)容

常用半導(dǎo)體器件(2)(編輯修改稿)

2025-05-26 13:13 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PN結(jié)在反向擊穿時(shí)往往同時(shí)具有齊納擊穿和雪崩擊穿,但是當(dāng)擊穿電壓比較低時(shí)以齊納擊穿為主,而擊穿電壓比較高時(shí)則以雪崩擊穿為主。 ? 齊納擊穿具有負(fù)的溫度特性,而雪崩擊穿則具有正的溫度特性。齊納擊穿和雪崩擊穿的分界點(diǎn)大約在 。所以, 定性最好。 ? 如果 PN結(jié)擊穿時(shí)反向電流過(guò)大,則會(huì)造成 PN結(jié)的功率消耗過(guò)大,結(jié)溫會(huì)升高到破壞 PN結(jié)的晶體結(jié)構(gòu)的程度,這會(huì)造成 PN結(jié)的永久性損壞,故需要在回路中串聯(lián)限流電阻。如果不發(fā)生熱損壞,則 PN結(jié)的擊穿是可逆的。 PN結(jié)的擊穿特性 PN結(jié)的結(jié)電容 PN結(jié)兩端不僅有電荷的累積,而且當(dāng) PN結(jié)兩端的電壓發(fā)生改變時(shí),不僅 PN結(jié)的寬度會(huì)改變,而且空間電荷區(qū)的電荷量也會(huì)發(fā)生改變,這等效為一種電容效應(yīng)。 擴(kuò)散電容 —— 當(dāng) PN結(jié)正偏時(shí),空間電荷區(qū)的寬度會(huì)變窄。同時(shí)的多子的濃度梯度會(huì)改變,即空間電荷區(qū)的電荷量會(huì)改變,形成電容效應(yīng),稱(chēng)為擴(kuò)散電容。 PN結(jié)正偏電壓越大,空間電荷區(qū)的寬度越窄,且非平衡載流子濃度會(huì)增大(空間電荷區(qū)的離子濃度會(huì)降低),則電容量越大。即擴(kuò)散電容與正偏電壓成正變關(guān)系。 勢(shì)壘電容 —— 當(dāng) PN結(jié)反偏時(shí),空間電荷區(qū)的寬度會(huì)變寬??臻g電荷區(qū)的離子濃度會(huì)增大,即外電壓增大,空間電荷區(qū)的電荷量會(huì)改變,形成電容效應(yīng),稱(chēng)為勢(shì)壘電容。 勢(shì)壘電容 擴(kuò)散電容 PN結(jié)的結(jié)電容 電容特性 —— 等效電路 —— ? PN結(jié)正偏時(shí)結(jié)電阻小,但是結(jié)電容大;反偏時(shí)結(jié)電阻大,但是結(jié)電容小。 ? PN結(jié)的結(jié)電容越小,則其高頻性能越好。結(jié)電容破壞了高頻時(shí) PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴? ? 利用 PN結(jié)的結(jié)電容可以制造變?nèi)荻O管,實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧。 ? PN結(jié)反偏時(shí)結(jié)電容雖然比較小,但是對(duì)高頻性能影響很大,因?yàn)榉雌珪r(shí)結(jié)電阻大。 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管內(nèi)部就是一個(gè) PN結(jié)。由于在 P區(qū)和 N區(qū)各引出一個(gè)電極,故稱(chēng)為二極管。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外形 —— 點(diǎn)接觸型二極管 點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)的面積小,故結(jié)電容小,適用于高頻小信號(hào)的情況。一般用于高頻檢波或者高頻小信號(hào)電子開(kāi)關(guān)。 半導(dǎo)體二極管 面接觸型二極管 面接觸型二極管 PN結(jié)的面積大,故結(jié)電容大,允許通過(guò)的電流也大。 不適用于高頻情況。 一般用于低頻大電流情況。最典型的就是用于大電流整流。 半導(dǎo)體二極管 面接觸型二極管 平面型二極管 PN結(jié)的面積可控,故可以做到結(jié)電容不是很大,同時(shí)又可以允許通過(guò)大電流。 平面型二極管可以用于高頻大電流的情況。 半導(dǎo)體二極管 晶體二極管實(shí)物圖 半導(dǎo)體二極管 晶體二極管符號(hào) 晶體管封裝 塑料封裝 玻璃封裝 金屬封裝 陶瓷封裝 二極管的伏安特性 半導(dǎo)體二極管 )( 1eIsi TUu??? 二極管與 PN結(jié)伏安特性的不同在于兩點(diǎn):一是二極管的 P區(qū)和 N區(qū)都有電阻,稱(chēng)為體電阻;二是二極管的封裝會(huì)存在漏電。 ? 鍺管的開(kāi)啟電壓約為 ,導(dǎo)通壓降約為 ~;硅管的開(kāi)啟電壓約為 ,導(dǎo)通壓降約為 ~。 ? 二極管的伏安特性的溫度特性與PN結(jié)的溫度特性相同。即對(duì)于正偏時(shí),溫度升高,曲線(xiàn)左移;對(duì)于反偏時(shí),溫度升高,曲線(xiàn)下移。 二極管的主要參數(shù) —— 略 半導(dǎo)體二極管 二極管的等效電路 理想二極管模型 恒壓模型 折線(xiàn)模型 半導(dǎo)體二極管 二極管的等效電路 理想模型的應(yīng)用范圍 —— 當(dāng)二極管電路中電源電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二極管的開(kāi)啟電壓時(shí),往往可以忽略二極管的開(kāi)啟電壓或者導(dǎo)通壓降,此時(shí)采用的就是二極管的理想模型。 恒壓模型的應(yīng)用范圍 —— 當(dāng)二極管電路中電源電壓比較低時(shí),此時(shí)不能忽略二極管的導(dǎo)通壓降,而將二極管兩端的導(dǎo)通壓降視為恒定不變的值,此時(shí)采用的就是二極管的恒壓模型。 —— 折線(xiàn)模型用于當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)的交流小信號(hào)分析。 半導(dǎo)體二極管 舉例 2 交流正弦波有效值幅度 5mV,硅二極管 D的體電阻100Ω,求回路電流及電阻上電壓。 注意:① 直流電源給定二極管正偏,而交流電壓幅度極小,故 對(duì)于交流輸入來(lái)說(shuō) ,電路可以看作是線(xiàn)性電路。② 應(yīng)用疊加原理,交直流分開(kāi)分析。③ 應(yīng)用二極管的折線(xiàn)模型。 舉例 1 判斷二極管是否導(dǎo)通;如果導(dǎo)通,求流過(guò)硅二極管 D的電流。 注意:① 將二極管暫時(shí)取掉,求 A、 B兩端電壓。② 應(yīng)用戴維南等效,將
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