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晶体二极管特性及基本应用
云汉芯城 | 2020-01-17 14:27:23    阅读:96   发布文章

  晶体二极管具有什么特性

  二极管的核心是PN结,PN结具有单向导电性,这是二极管的主要特性。

  二极管的导电性能,由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流决定,这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。用于定量描述这两者关系的曲线称为伏安特性曲线,如图1-6所示。

  由图1一6可见,二极管的导电特性可分为正向特性和反向特性两部分。

  1.正向特性

  指二极管加上正向电压时电流和电压的关系。

  当二极管两端所加的正向电压由零逐渐增大时,开始时正向电流很小,几乎为零,二极管呈现很大的电阻,这个区域称为死区。硅二极管死区电压约为0. 5V;锗二极管死区电压约0. 2V。在实际使用中,当二极管正偏电压小于死区电压时,视为其正向电流为零的状态。外加电压超过死区电压后,正向电流开始出现,直到等于导通电压,正向电流迅速增加,这时二极管处于正向导通状态。硅管的导通电压为0.6-0. 7V,锗管的导通电压为0.2-0.3V.

  2.反向特性

  指二极管加反向电压时电流和电压的关系。

  当给二极管加反向电压时,形成的反向电流很小,而且在很大范围内基本不随反向电压的变化而变化,故这个区域称为反向截止区。反向截止时通过的电流称为反向饱和电流,通常硅管有几微安到几十微安;锗管有几十微安到几百微安。这个电流是衡量二极管质量优劣的重要参数,其值越小,二极管质量越好。一般情况下可以忽略反向饱和电流,认为二极管反向不导通。

  如果反向电压不断增大到一定值时,反向电流会突然增大,这种现象称为反向击穿,这时二极管两端所加的电压称为反向击穿电压。普通二极管正常使用时,是不允许出现这种现象的。

  综上所述,二极管具有加一定的正向电压导通。加反向电压截止的特性。这种特性称为单向导电性。

  晶体二极管及其基本应用

  应用实例1:半导体变流技术

  变流技术是一种电力变换的技术。通常所说的“变流”是指“交流电变直流电,直流电变交流电”。例如,常见的充电器,就使用了交流电变直流电的变流技术。

  图5-3所示是三相半波不可控整流电路,任何时刻只有瞬时阳极电压最高的一相管导通,按电源的相序,每管轮流导通120°。

  应用实例2:开关电源

  开关电源中的应用电路如图5-4所示,VT1和开关变压器组成间歇振荡器,充电器加电后,220V市电经VD1半波整流后在VT1的C极上形成一个300V左右的直流电压,经过变压器初级加到VT1的C极,同时该电压还经启动电阻R2为VT1的B极提供一个偏置电压。由于正反馈作用,VT1的Ic迅速上升而饱和,在VT,进入饱和期间,开关变压器次级绕组产生的感应电压使VD2导通,向负载输出一个约9V左右的直流电压。开关变压器的反馈绕组产生的感应脉冲经VD3整流、C2滤波后产生一个与振荡脉冲个数呈正比的直流电压。此电压若超过稳压管VD2的稳压值,VD2便导通,此负极性整流电压便加在VT1的B极,使其迅速截止。VT1的截止时间与其输出电压呈反比。VD2的导通/截止直接受电网电压和负载的影响,电网电压越低或负载电流越大,VD2的导通时间越短,VT1的导通时间越长;反之,电网电压越高或负载电流越小,VD3的整流电压越高,VT1的导通时间越长,VT1的导通时间越短。

  应用实例3:双向电力电子开关

  双向电力电子开关应用电路如图5-5所示,在斩控式交流调压电路中电力电子开关必须满足:开关是全控的,可以控制导通也可以控制关断,所以必须采用全控型器件。电力电子开关必须是双向导电的,因此单个器件是无法满足要求的,必须用多个器件组合而成。开关频率较高,一般都在90kHz以上。

  只用了一个可控元件,同时由4个二极管组成桥式连接,使得无论外电路电流方向如何 总是流入晶体管的集电极。

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