大學(xué)電子電路教程6(編輯修改稿)
2025-02-24 20:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，這些新的載流子與原來的載流子一道，在強(qiáng)電場作用下碰撞其它原子打出更多的電子、空穴對，如此連鎖反應(yīng)，使反向電流迅速增大。這種擊穿稱為雪崩擊穿。 所謂 “齊納 ”擊穿是當(dāng) PN結(jié)兩邊摻入高濃度的雜質(zhì)，其阻擋層寬度很小（沒有足夠的空間使電子獲得較大的速度），即使外加反向電壓不太高（一般為幾伏），在 PN結(jié)內(nèi)就可以形成很強(qiáng)的電場，將共價鍵的電子直接拉出來，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。 需要指出的是，發(fā)生擊穿并不意味著 PN結(jié)破壞。當(dāng)反向擊穿時，只要注意控制反向電流的數(shù)值（一般通過串電阻 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)的性能可以恢復(fù)正常。穩(wěn)壓二極管，就是利用PN結(jié)的擊穿特性，此時流過 PN結(jié)的電流變化時，結(jié)電壓 UB基本不變。但當(dāng)反向電壓過高，反向電流過大時， PN結(jié)耗散功率超過允許值，將導(dǎo)致 PN結(jié)過熱而燒壞，這就是二極管的熱擊穿，熱擊穿為破壞性擊穿。 二極管伏安特性的表達(dá)式為： )1( ?? TUUSD eII（ 61） 其中： ID—二極管的電流（ A） IS—二極管反向飽和電流（ A） U—外加電壓（ V） UT—溫度電壓當(dāng)量 =KT/q=(T=300K) e—自然對數(shù)的底 三、主要參數(shù) 1. 最大整流電流 IOM 二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。 2. 反向擊穿電壓 UBR 二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓 UWRM一般是 UBR的一半。 3. 反向電流 IR 指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。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娦裕饕獞?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個交流參數(shù)。 二極管的直流電阻 RD 加到二極管兩端的直流電壓與流過二極管的電流之比，稱為二極管的直流電阻 RD，即 FFDIUR ?（ 62） 4. 微變電阻 rD (交流電阻 ) iD uD ID UD Q ?iD ?uD rD 是二極管特性曲線上工作點 Q 附近電壓的變化與電流的變化之比： DDD iur???顯然， rD是對 Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。 5. 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，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均不能忽略。而反向偏置時，由于載流子數(shù)目很少，擴(kuò)散電容可忽略。 PN結(jié)高頻小信號時的等效電路： 勢壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng) rd 二極管： 死區(qū)電壓 =0 .5V，正向壓降 ?(硅二極管 ) 理想二極管： 死區(qū)電壓 =0 ，正向壓降 =0 RL ui uo ui uo t t 二極管的應(yīng)用舉例 1： 二極管半波整流 二極管的應(yīng)用舉例 2： t t t ui uR uo R RL ui uR uo 單相半波整流 (half wave rectifier)電路 2220 2 2sin21 UUtdtUTUTo ??? ? ??（ 65） 負(fù)載上的直流電流 Io為 LLoo R URUI ??二極管截止時承受的反向電壓為其最大值 22U 單相橋式整流電路 (bridge rectifier circuit) )(sin2)(22 VtUtu ??設(shè)變壓器的次級繞組電壓為 22 22 UUUo ?? ?（ 67） 負(fù)載電阻中的直流電流同樣增加了一倍，即 Lo RUI ?（ 68） 二極管限幅電路 (clipping circuit) 穩(wěn)壓二極管 U I IZ IZmax ?UZ ?IZ 穩(wěn)壓誤差 曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。 + UZ 動態(tài)電阻： ZZIUr???rz越
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