各种二极管的性能和应用ppt课件

HZ,2/33,Diode,半导体器件常用的有二极管，三极管，场效应管。,半导体三大特性热敏特性；光敏特性（即在加热情况下阻值明显下降，导电能力明显加强）；掺杂特性。,PN结,半导体基本概念,在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图6.2所示。在结合面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区。这个空间电荷区就称为PN结。,PN结单向导电性正偏（PN）导通，反偏（PN）载止。,伏安特性,1,HZ,2/33,Diode,二极管,二极管的结构如右图所示。,1：二极管的分类。,LG二极管按功能分类：1.整流二极管（RectifierDiode）2.开关二极管（SwitchingDiode）也叫快速恢复二极管3.肖特基二极管（SchottkyDiode）3.稳压管（ZenerDiode）4.瞬态电压抑制二极管（TVSDiode）5.发光二极管（Light-emittingDiode）6.其他类型：红外二极管（LED的一种，遥控器），变容二极管（VaractorDiode，高频调谐，早期收音模块），光电二极管（PhotoDiode，光信号转电信号，接收头一部分/SMPSPC901/激光头ABCD），激光二极管（LaserDiode,激光头发射激光).,2：伏安特性和主要参数,1.伏安特性一般硅管导通压降约为0.7伏,锗管导通压降约为0.3伏。除稳压二极管外，反向击穿都将使二极管损坏。2.主要参数（1）最大整流电流IF超过IF二极管的PN结将过热而烧断。（2）最高反向工作电压URM二极管一旦过压击穿损坏，失去了单向导电性。（3）最大反向电流IRM这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM增大。,2,HZ,2/33,Diode,3.二极管级间电容,二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。,势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。,当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。,扩散电容：为了形成正向电流（扩散电流），注入P区的少子（电子）在P区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在P区有电子的积累。同理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容.,电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来。,CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。,PN结高频小信号时的等效电路：,势垒电容和扩散电容的综合效应,3,HZ,2/33,Diode,各种二极管进行的对比,4,5,HZ,2/33,Diode,二极管的应用,1.整流电路,整流电路是利用二极管的单向导电作用，将交流电变成直流电的电路.,1.发光二极管发光二极管正偏导通时发光。2.光电二极管光电二极管光照增强时，外加反偏压作用下，反向电流增加。3.光电耦合器如果把发光二极管和光电二极管组合构成二极管型光电耦合器件。4.稳压二极管具有稳定电压的作用，工作在反向击穿区。稳压管的主要参数：（1）稳定电压UZ（2）稳定电流IZ（3）动态电阻rZ,6,HZ,2/33,Diode,二极管的应用,2.钳位电路,钳位电路是使输出电位钳制在某一数值上保持不变的电路。设二极管为理想元件，当输入UAUB3V时，二极管V1，V2正偏导通，输出被钳制在UA和UB上，即UF3V；当UA0V，UB3V，则V1导通，输出被钳制在UFUA0V，V2反偏截止,3.检波电路,检波电路是把信号从已调波中检出来的电路。,7,HZ,2/33,Diode,二极管的应用,4.钳位电路,钳位电路是使输出电位钳制在某一数值上保持不变的电路。设二极管为理想元件，当输入UAUB3V时，二极管V1，V2正偏导通，输出被钳制在UA和UB上，即UF3V；当UA0V，UB3V，则V1导通，输出被钳制在UFUA0V，V2反偏截止,5.限幅度电路,限幅电路是限制输出信号幅度的电路。,8,整流功能类,1.整流二极管原理：利用二极管正向导通，反向截至的原理，将交流电能转变为直流电能的半导体器件。特性：1）耐压高，功率大（通常这类整流二极管都用高纯单晶硅制造，掺杂较多时容易反向击穿）。2）整流电流较大。因为PN结面积较大，所以能通过较大的电流。3）工作频率较低。因为结电容较大，充放电的时间比较长。应用：整流二极管具有良好的温度特性和耐压特性，主要用于各种低频半波整流电路，或连成整流桥做全波整流。实际电路典型应用：,HT355SMPS整流桥（全波整流）,HZ,2/33,Diode,9,HER302VRM=100V6V*6=36V,SR306-35VRM=60V3.7V*6=22.2V,RL104FVRM=400V15V*6=90V,HT355次级电路,HER304,HER304,5.6V6V,TunerVcc(5V),3.7V,14V15V,ICVcc(3.3V),PowerAMPPVDD(34V),34V,PowerAMPVdd(12V),HER304VRM=300V34V*6=204V,负电压正电压*5*6所以：VRMVout*7,HZ,Diode,10,2.快速恢复二极管（SwitchingDiode）原理：快速恢复二极管是一种能快速从通态转变到关态的特殊晶体期间。导通时相当于开关闭合（电路接通），截止时相当于开关打开（电路切断），所以二极管可作开关用。特性：1）开关速度快。应用：当普通硅整流管用于较高频率时，整流效率低，波形变坏，甚至烧毁。快速恢复二极管能够在导通和截止之间快速转化，提高了器件的使用频率和改善了波形。,HT355Main4ns,HT355SMPS4ns,HZ,Diode,11,3.肖特基二极管（SchottkyDiode）原理：肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。特性：1）正向导通电压低（If=100mA，约0.4V，锗管0.2V，硅管0.7V）2）反向恢复时间超小（不作统计整流管几十到几百ns，开关管几ns）3）正向整流超大4）反向电压较小（普通SBDVRM最高60V左右）应用：肖特基二极管的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流，在非常高的频率下用于检波和混频，在高速逻辑电路中用作箝位。,实际电路典型应用：RAD125main作用：0.4V压降，3.7V3.3V,MCV904SMPS反向截止，整流,HZ,Diode,12,整流类二极管对比/选用替代基准,13,稳压二级管,HZ,Diode,（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。,（5）最大允许功耗,稳压二极管的参数:,（1）稳定电压UZ,（2）电压温度系数U（%/）,稳压值受温度变化影响的的系数。,（3）动态电阻,14,稳压类,4.稳压二极管原理：稳压二极管是利用二极管反向击穿的时候，通过较大的电流时电压增加很小。特性:1）.具有普通二极管的单向导电特性，又可工作于反向击穿状态。2）.反向电流增大到一定数值后，稳压二极管会彻底被击穿破坏。应用：稳压管的最主要的用途是稳定电压。在要求精度不高、电流变化范围不大的情况下，可选与需要的稳压值最为接近的稳压管直接同负载并联。在稳压、稳流电源系统中一般作基准电源。其存在的缺点是噪声系数较高，稳定性较差。,实际电路应用：,HT355SMPS稳压,HZ,Diode,15,4.瞬态电压抑制二极管原理：当TVS两端受瞬间高能量冲击的时候，它能以极高的速度把两端的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，吸收一个大电流，从而把它两端的电压钳制在一个预定的数值上，保护后面的电路元件不由瞬态高压的冲击而损坏。特性:1）.能承受很高的瞬时