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文檔簡介

1、半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管返回返回 武漢工程大學(xué)武漢工程大學(xué)電工教研室電工教研室目目 錄錄15.1 15.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體:半導(dǎo)體:導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之 間的間的 物質(zhì)。物質(zhì)。 常用的半導(dǎo)體材料有常用的半導(dǎo)體材料有硅硅Si和和鍺鍺Ge。半導(dǎo)體特性:半導(dǎo)體特性:熱敏特性、光敏特性、摻雜特性熱敏特性、光敏特性、摻雜特性其導(dǎo)電能力會(huì)隨著溫度、光照的變化或其導(dǎo)電能力會(huì)隨著溫度、光照的變化或摻摻入雜質(zhì)的多少入雜質(zhì)的多少發(fā)生顯著變化。發(fā)生顯著變化。 本征半導(dǎo)體就是完全純凈的半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體就是完全純凈的半導(dǎo)體。 應(yīng)用最多的本征半應(yīng)用最多的本征半

2、導(dǎo)體為鍺和硅,它們導(dǎo)體為鍺和硅,它們各有四個(gè)價(jià)電子,都各有四個(gè)價(jià)電子,都是四價(jià)元素是四價(jià)元素.硅的原子結(jié)構(gòu)硅的原子結(jié)構(gòu) 純凈的半導(dǎo)體其所有的原子基本上整齊排列,形成晶體結(jié)構(gòu),所以半導(dǎo)體也稱為晶體 晶體管名稱的由來 本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)15.1.115.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體SiSiSiSi共價(jià)鍵共價(jià)鍵價(jià)電子價(jià)電子15.1.1 15.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 共價(jià)鍵中的電子共價(jià)鍵中的電子在獲得一定能量在獲得一定能量后,即可掙脫原后,即可掙脫原子核的束縛,成子核的束縛,成為自由電子為自由電子同時(shí)在共價(jià)鍵中同時(shí)在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。留下一個(gè)空穴

3、。空穴空穴SiSiSiSi自由自由電子電子熱激發(fā)與復(fù)合現(xiàn)象熱激發(fā)與復(fù)合現(xiàn)象 由于受熱或光照由于受熱或光照產(chǎn)生自由電子和產(chǎn)生自由電子和空穴的現(xiàn)象空穴的現(xiàn)象- 熱激發(fā)熱激發(fā)15.1.1 15.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 自由電子自由電子在運(yùn)動(dòng)中遇在運(yùn)動(dòng)中遇到空穴后,到空穴后,兩者同時(shí)消兩者同時(shí)消失,稱為復(fù)失,稱為復(fù)合現(xiàn)象合現(xiàn)象 溫度一定時(shí),本溫度一定時(shí),本征半導(dǎo)體中的自由征半導(dǎo)體中的自由電子電子空穴對(duì)的數(shù)空穴對(duì)的數(shù)目基本不變。溫度目基本不變。溫度愈高,自由電子愈高,自由電子空穴對(duì)數(shù)目越多空穴對(duì)數(shù)目越多。SiSiSiSi自由電子空穴半導(dǎo)體導(dǎo)電方式半導(dǎo)體導(dǎo)電方式 在半導(dǎo)體中,在半導(dǎo)體中,同時(shí)存在著電

4、子同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電,導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電,這是半導(dǎo)體導(dǎo)電這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點(diǎn),方式的最大特點(diǎn),也是半導(dǎo)體和金也是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電原理上屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。的本質(zhì)差別。載流子載流子自由電子和空穴自由電子和空穴 因?yàn)椋瑴囟扔驗(yàn)?,溫度愈高,載流子數(shù)目愈高,載流子數(shù)目愈多,導(dǎo)電性能也就多,導(dǎo)電性能也就愈好,所以,溫度愈好,所以,溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能對(duì)半導(dǎo)體器件性能的影響很大。的影響很大。15.1.1 15.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體SiSiSiSi價(jià)電子空穴 當(dāng)半導(dǎo)體兩端當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí),自加上外電壓時(shí),自由電子作定向運(yùn)動(dòng)由電子作定向運(yùn)動(dòng)形成電子電流;而形成電子電流;

5、而空穴的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于正電荷的運(yùn)動(dòng)正電荷的運(yùn)動(dòng)15.1.2 N15.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中在硅或鍺的晶體中摻入微量的磷(或摻入微量的磷(或其它五價(jià)元素)。其它五價(jià)元素)。 自由電子是多數(shù)自由電子是多數(shù)載流子,空穴是載流子,空穴是少數(shù)載流子。少數(shù)載流子。 電子型半導(dǎo)體電子型半導(dǎo)體或或N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體SiSiP+Si多余電子15.1.2 N15.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在硅或鍺晶體中在硅或鍺晶體中摻入硼(或其它摻入硼(或其它三價(jià)元素)。三價(jià)元素)。 空穴是多數(shù)載流子

6、,空穴是多數(shù)載流子,自由電子是少數(shù)載自由電子是少數(shù)載流子。流子。 空穴型半導(dǎo)體空穴型半導(dǎo)體或或P P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。SiSiB-Si空穴15.1.2 N15.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 不論不論N型半導(dǎo)體還是型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體,型半導(dǎo)體,雖然它們都有一種載流子占多數(shù),雖然它們都有一種載流子占多數(shù),但是整個(gè)晶體仍然是但是整個(gè)晶體仍然是不帶電不帶電的的。返回 15.2 15.2 PNPN結(jié)結(jié)15.2.1 15.2.1 PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成 當(dāng)把一塊當(dāng)把一塊P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體用特殊工藝緊密結(jié)合時(shí),型半導(dǎo)體用特殊工藝緊密結(jié)合時(shí),在兩者的交界面上會(huì)形成

7、一個(gè)具有特殊性質(zhì)的薄層稱為在兩者的交界面上會(huì)形成一個(gè)具有特殊性質(zhì)的薄層稱為PN結(jié)結(jié)。 自由電子PN空穴PN結(jié)是由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡形成的結(jié)是由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡形成的15.2.115.2.1 PN結(jié)的形成結(jié)的形成自由電子PN 空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向空穴15.2.1 15.2.1 PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)內(nèi)電場增強(qiáng)內(nèi)電場增強(qiáng)兩者平衡兩者平衡PNPN結(jié)寬度基本穩(wěn)定結(jié)寬度基本穩(wěn)定外加外加電壓電壓平衡平衡破壞破壞擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移強(qiáng)漂移強(qiáng)PNPN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通PNPN結(jié)截止結(jié)截止15.2.2 PN

8、結(jié)的單向?qū)щ娦? 外加正向電壓使PN結(jié)導(dǎo)通PNPN結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài),通過結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài),通過PNPN結(jié)的電流結(jié)的電流基本是多子的擴(kuò)散電流基本是多子的擴(kuò)散電流正向電流正向電流+變窄PN內(nèi)電場 方向外電場方向RI15.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 外加反向電壓使PN結(jié)截止 PNPN結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài),通過結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài),通過PNPN結(jié)的電流是少子的漂移電流結(jié)的電流是少子的漂移電流 -反向電流反向電流特點(diǎn)特點(diǎn): : 受溫度影響大受溫度影響大原因原因: : 反向電流是靠熱激發(fā)產(chǎn)生的少子形成的反向電流是靠熱激發(fā)產(chǎn)生的少子形成的+ - 變 寬PN內(nèi)電場 方向外電場方向RI=0結(jié)結(jié) 論論 PN結(jié)具有單向?qū)?/p>

9、電性結(jié)具有單向?qū)щ娦?(1) PN結(jié)加正向電壓時(shí),處在導(dǎo)通狀態(tài),結(jié)電阻很低,結(jié)加正向電壓時(shí),處在導(dǎo)通狀態(tài),結(jié)電阻很低,正向電流較大。正向電流較大。(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí),處在截止?fàn)顟B(tài),結(jié)電阻很高,結(jié)加反向電壓時(shí),處在截止?fàn)顟B(tài),結(jié)電阻很高,反向電流很小。反向電流很小。返回15.3 15.3 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管15.3.1 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)15.3.2 伏安特性伏安特性15.3.3 伏安特性的折線化伏安特性的折線化15.3.4 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)15.3.1 基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)陰極引線鋁合金小球金銻合金底座N型硅陽極引線面接觸型面接觸型引線外殼觸絲N型鍺片點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型表示符號(hào)

10、表示符號(hào)15.3.2 15.3.2 伏安特性伏安特性正向O 0.4 0.8 U/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓 半導(dǎo)體二極半導(dǎo)體二極管的伏安特性管的伏安特性是是非線性非線性的。的。正向O 0.4 0.8 U/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓 死區(qū)電壓:死區(qū)電壓: 硅管:硅管:0.5伏左右,鍺管:伏左右,鍺管: 0.1伏左右。伏左右。 正向壓降:正向壓降: 硅管:硅管:0.7伏左右,鍺管:伏左右,鍺管: 0.2 0.3伏。伏。15.3.2 15.3.2 伏安特性伏安特性1 正向特性正向特性反向電流反向電

11、流:反向飽和電流:反向飽和電流:反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)15.3.2 15.3.2 伏安特性伏安特性正向O 0.4 0.8 U/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓2 反向特性反向特性15.3.4 伏安特性的折線化U0U0US15.3.4 15.3.4 主要參數(shù)主要參數(shù)1 最大整流電流最大整流電流IOM: 二極管長時(shí)間使用時(shí),允許流過的最大正向平均電流。二極管長時(shí)間使用時(shí),允許流過的最大正向平均電流。2 反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓URWM: 保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓。保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓。3 反向峰值電流

12、反向峰值電流IRM: 二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。15.3.5 15.3.5 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 主要利用二極管的單向?qū)щ娦???捎糜谥饕枚O管的單向?qū)щ娦???捎糜谡?、檢波、限整流、檢波、限幅、元件保護(hù)幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件開關(guān)元件。 例例1: 圖中電路,輸入端圖中電路,輸入端A的電位的電位VA=+3V,B的電位的電位VB=0V,求輸出端,求輸出端Y的電位的電位VY。電阻。電阻R接負(fù)電源接負(fù)電源-12V。VY=+2.7V解:解:DA優(yōu)先導(dǎo)通,優(yōu)先導(dǎo)通, DA導(dǎo)通后,導(dǎo)通后, DB上加的是反向電壓,上

13、加的是反向電壓,因而截止。因而截止。DA起鉗位作用,起鉗位作用, DB起隔離作用。起隔離作用。-12VAB+3V0VDBDAY返回二極管的應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用舉例2:二極管半波整流二極管半波整流: : 1.3.1 單相橋式整流濾波電路單相橋式整流濾波電路一、單相橋式整流一、單相橋式整流D3RLD4D2D1u1u2+uo ioRLD4D3D2D1+uo u2u1輸入正半周輸入正半周1. 1. 工作原理工作原理輸入負(fù)半周輸入負(fù)半周+uo tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU215.4 15.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管 一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅

14、二極管。它在電路中一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用。與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用。 1 1 穩(wěn)壓管表示符號(hào)穩(wěn)壓管表示符號(hào): 正向+-反向+-IZUZ2 2 穩(wěn)壓管的伏安特性:穩(wěn)壓管的伏安特性:3 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理:穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理: 穩(wěn)壓管工作于反向穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。穩(wěn)壓管擊穿時(shí),擊穿區(qū)。穩(wěn)壓管擊穿時(shí),電流雖然在很大范圍內(nèi)電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩端的變化,但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這電壓變化很小。利用這一特性,穩(wěn)壓管在電路一特性,穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。中能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管的反向特性曲線比較陡。穩(wěn)壓管的反

15、向特性曲線比較陡。反向擊穿 是可逆的。 U/VI/mA0IZIZMUZ 穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。15.4 15.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管4 主要參數(shù)主要參數(shù)(2)電壓溫度系數(shù))電壓溫度系數(shù) U(1)穩(wěn)定電壓)穩(wěn)定電壓 UZ穩(wěn)壓管在正常工作下管子兩端的電壓。穩(wěn)壓管在正常工作下管子兩端的電壓。說明穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)說明穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)15.4 15.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管(3)動(dòng)態(tài)電阻)動(dòng)態(tài)電阻(4 4)穩(wěn)定電流)穩(wěn)定電流(5 5)最大允許耗散功率)最大允許耗散功率 rZ穩(wěn)壓管端電壓的變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值穩(wěn)壓管端電壓的變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值IZ

16、PZM管子不致發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。管子不致發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。 PZM=UZIZM 二極管的種類根據(jù)用途分類二極管的種類根據(jù)用途分類 1、檢波用二極管、檢波用二極管 就原理而言,從輸入信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波,以整流電流就原理而言,從輸入信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)是檢波,以整流電流的大?。ǖ拇笮。?00mA)作為界線通常把輸出電流小于)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸的叫檢波。鍺材料點(diǎn)接觸型、工作頻率可達(dá)型、工作頻率可達(dá)400MHz,正向壓降小,結(jié)電容小,檢波效率高,頻率特性好,正向壓降小,結(jié)電容小,檢波效率高,頻率特性好,為為2AP型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極

17、管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、型。類似點(diǎn)觸型那樣檢波用的二極管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。極管組合件。 2、整流用二極管、整流用二極管 就原理而言,從輸入交流中得到輸出的直流是整就原理而言,從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大?。?。以整流電流的大?。?00mA)作為界線通常把輸出電流大于)作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。的叫整流。面結(jié)型,工作頻率小于面結(jié)型,工作頻率小于KHz,最高反向電壓從,最高反向電壓從2

18、5伏至伏至3000伏分伏分AX共共22檔。分類檔。分類如下:如下:硅半導(dǎo)體整流二極管硅半導(dǎo)體整流二極管2CZ型、型、硅橋式整流器硅橋式整流器QL型、型、用于電視機(jī)高壓用于電視機(jī)高壓硅堆工作頻率近硅堆工作頻率近100KHz的的2CLG型。型。 3、限幅用二極管、限幅用二極管 大多數(shù)二極管能作為限幅大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極使用。也有象保護(hù)儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣管具有特別強(qiáng)的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的

19、組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個(gè)的組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若干個(gè)必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個(gè)整體。整體。 4、調(diào)制用二極管、調(diào)制用二極管 通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途,但它們通常是性好的四個(gè)二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途,但它們通常是直接作為調(diào)頻用。直接作為調(diào)頻用。 5、混頻用二極管、混頻用二極管 使用二極管混頻方式時(shí),在使用二極管混頻方式時(shí),在50010,000Hz的的頻率范圍內(nèi),多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極

20、管。頻率范圍內(nèi),多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。 6、放大用二極管、放大用二極管 用二極管放用二極管放大,大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大,以及用變大,大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負(fù)阻性器件的放大,以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管容二極管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻O管。和變?nèi)荻O管。 7、開關(guān)用二極管、開關(guān)用二極管 有在小電流下(有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運(yùn)算程度)使用的邏輯運(yùn)算和在數(shù)百毫安下使用的磁芯激勵(lì)用開關(guān)二極管。小電流的開關(guān)二極管通常有點(diǎn)接和在數(shù)百毫

21、安下使用的磁芯激勵(lì)用開關(guān)二極管。小電流的開關(guān)二極管通常有點(diǎn)接觸型和鍵型等二極管,也有在高溫下還可能工作的硅擴(kuò)散型、臺(tái)面型和平面型二觸型和鍵型等二極管,也有在高溫下還可能工作的硅擴(kuò)散型、臺(tái)面型和平面型二極管。開關(guān)二極管的特長是開關(guān)速度快。而肖特基型二極管的開關(guān)時(shí)間特短,因極管。開關(guān)二極管的特長是開關(guān)速度快。而肖特基型二極管的開關(guān)時(shí)間特短,因而是理想的開關(guān)二極管。而是理想的開關(guān)二極管。2AK型點(diǎn)接觸為中速開關(guān)電路用;型點(diǎn)接觸為中速開關(guān)電路用;2CK型平面接觸為高型平面接觸為高速開關(guān)電路用;用于開關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(速開關(guān)電路用;用于開關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)硅大

22、電流)硅大電流開關(guān),正向壓降小,速度快、效率高。開關(guān),正向壓降小,速度快、效率高。8、變?nèi)荻O管、變?nèi)荻O管 用于自動(dòng)頻率控制(用于自動(dòng)頻率控制(AFC)和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O)和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓,管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓, 使其使其PN結(jié)的靜電容結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此,被使用于自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通量發(fā)生變化。因此,被使用于自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常,雖然是采用硅的擴(kuò)散型二極管,但是也可采用合金擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙常,雖然是采用硅的擴(kuò)散型二極管,

23、但是也可采用合金擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的二極管,因?yàn)檫@些二極管對(duì)于電壓而言,其靜電容量的變重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的二極管,因?yàn)檫@些二極管對(duì)于電壓而言,其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化,取代可變電容,用作調(diào)諧回路、振蕩電變化,取代可變電容,用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路,常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路,多以硅材料制作。路、鎖相環(huán)路,常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路,多以硅材料制作。 9、頻率倍增用二極管、頻率倍增用二極管 對(duì)二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變?nèi)荻O管的頻率對(duì)二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變?nèi)荻O管的頻率

24、倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同,但變電抗器,可變電抗器雖然和自動(dòng)頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同,但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短,因此,其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯短,因此,其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波,那

25、么,因著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。 10、穩(wěn)壓二極管、穩(wěn)壓二極管 是代替穩(wěn)壓電子是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴(kuò)散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴(kuò)散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使用而制作的。二極管工作時(shí)的端電壓(又的二極管。作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使用而制作的。二極管工作時(shí)的端電壓(又稱齊納電壓)從稱齊納電壓)從3V左右到左右到150V,按每隔,按每隔10%,能

26、劃分成許多等級(jí)。在功率方面,能劃分成許多等級(jí)。在功率方面,也有從也有從200mW至至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài),硅材料制作,動(dòng)態(tài)電以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài),硅材料制作,動(dòng)態(tài)電阻阻RZ很小,一般為很小,一般為2CW型;將兩個(gè)互補(bǔ)二極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為型;將兩個(gè)互補(bǔ)二極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為2DW型。型。 11、PIN型二極管(型二極管(PIN Diode) 這是在這是在P區(qū)和區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造的晶體二極管。體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造的晶體二極管。PIN中的中的I是是本征本征意義的英文意義的英文略語。當(dāng)

27、其工作頻率超過略語。當(dāng)其工作頻率超過100MHz時(shí),由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和時(shí),由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和本征本征層中層中的渡越時(shí)間效應(yīng),其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏的渡越時(shí)間效應(yīng),其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時(shí),置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時(shí),本征本征區(qū)的阻抗很高;在直流正向區(qū)的阻抗很高;在直流正向偏置時(shí),由于載流子注入偏置時(shí),由于載流子注入本征本征區(qū),而使區(qū),而使本征本征區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此,可區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此,可以把以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開關(guān)(即微

28、波開關(guān))、二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開關(guān)(即微波開關(guān))、移相、調(diào)制、限幅等電路中。移相、調(diào)制、限幅等電路中。 12、 雪崩二極管雪崩二極管 (Avalanche Diode) 它是在外加電它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的:利用雪壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的:利用雪崩擊穿對(duì)晶體注入載流子,因載流子渡越晶片需要一定的時(shí)間,所以其電流滯后崩擊穿對(duì)晶體注入載流子,因載流子渡越晶片需要一定的時(shí)間,所以其電流滯后于電壓,出現(xiàn)延遲時(shí)間,若適當(dāng)?shù)乜刂贫稍綍r(shí)間,那么,在電流和電壓關(guān)系上就于電壓,出現(xiàn)延遲時(shí)間,若適當(dāng)?shù)乜?/p>

29、制渡越時(shí)間,那么,在電流和電壓關(guān)系上就會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng),從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng),從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。13、江崎二極管、江崎二極管 (Tunnel Diode) 它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的型區(qū)的N型區(qū)是高摻雜的(即高濃度雜質(zhì)型區(qū)是高摻雜的(即高濃度雜質(zhì)的)。隧道電流由這些簡并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生。發(fā)生隧道效應(yīng)具備的)。隧道電流由這些簡并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生。發(fā)生隧道效應(yīng)具備如下三個(gè)條

30、件:如下三個(gè)條件:費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi);費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi);空間電荷層寬度必須很窄空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡并半導(dǎo)體微米以下);簡并半導(dǎo)體P型區(qū)和型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比(疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比(IPPV),其中,下標(biāo)),其中,下標(biāo)P代表代表峰峰;而下標(biāo);而下標(biāo)V代表代表谷谷。江崎二極管可以被應(yīng)用。江崎二極管可以被應(yīng)用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達(dá)毫米波段),也可以被應(yīng)于低噪聲高頻放大器及高頻振

31、蕩器中(其工作頻率可達(dá)毫米波段),也可以被應(yīng)用于高速開關(guān)電路中。用于高速開關(guān)電路中。 14、快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管、快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管 (Step Recovary Diode) 它也是一種具有它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是:在結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是:在PN結(jié)邊界處具有陡峭的結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū),從而形成雜質(zhì)分布區(qū),從而形成自助電場自助電場。由于。由于PN結(jié)在正向偏壓下,以少數(shù)載流子導(dǎo)電,結(jié)在正向偏壓下,以少數(shù)載流子導(dǎo)電,并在并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng),使其反向電流需要經(jīng)歷一個(gè)結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng),使其反向電流需要經(jīng)歷一個(gè)存貯時(shí)間存貯時(shí)間后才能后才能降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復(fù)二極管的降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復(fù)二極管的自助電場自助電場縮短了存貯時(shí)間,縮短了存貯時(shí)間,使反向電流快速截止,并產(chǎn)生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設(shè)計(jì)出梳狀使反向電流快速截止,并產(chǎn)生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設(shè)計(jì)出梳狀頻譜發(fā)生電路??焖訇P(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管用于脈沖和高次諧波電路中。頻譜發(fā)

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