《DB3电子测试知识》PPT课件

1.2.2PN结的单向导电性,当外加电压时，PN结的结构将发生变化（空间电荷区的宽窄变化）,1、PN结外加正向电压,正向偏置P接电源正，N接电源负外电场与内电场方向相反（削弱内电场），使PN结变窄。扩散运动漂移运动。称为“正向导通”。,PN结外加正向电压（图）,2、PN结外加反向电压,反向偏置P接电源负，N接电源正外电场与内电场方向相同（增强内电场），使PN结变宽。扩散运动漂移运动称为“反向截止”,PN结外加反向电压（图）,3、PN结电流方程,流过PN结的电流I与外加电压V之间的关系为：I=IS（eqv/KT1)=IS（eV/VT1)其中VT=kT/qIS-反向饱和电流,PN结伏安特性,由上式I=IS（eV/VT1）当V为正时IIS（e+V/VT）PN结外加正电压时，流过电流为正电压的e指数关系。当V为负时I=IS（eV/VT1）ISPN结外加负电压时流过电流为饱和漏电流。,PN结伏安特性,单向导电性正向导通反向截止,1.2.3PN结电阻特性和电容特性,PN结还存在电阻特性电容特性,1、PN结电阻特性,两种电阻（1）静态电阻（直流电阻）R=V/I（2）动态电阻（交流电阻）r=v/I,PN结电阻特性(图）,PN结电阻特性,由图示，静态电阻和动态电阻均与工作点（Q点）有关静态电阻（直流电阻）是工作点斜率的割线。动态电阻（交流电阻）是工作点斜率的切线。,2、PN结电容特性,PN结呈现电容效应有两种电容效应势垒电容扩散电容,（1）势垒电容CT,PN结外加反向偏置时，引起空间电荷区体积的变化（相当电容的极板间距变化和电荷量的变化）CT=dQ/dv=CTO/(1V/Vr)n其中CTO-外加电压v=0时的CTn-系数（决定于材料的杂质分布，一般取1/21/3）。Vr-PN结内建电压,势垒电容CT原理（图）,（2）扩散电容CD,PN结外加正向偏置时，引起扩散浓度梯度变化出现的电容（电荷）效应。,扩散电容CD（图）,扩散电容CD,CD=Q/V=(Qn/V)+(Qp/V)(Qn/V)(对PN+结）(nI/VT)其中：n为P区非平衡载流子平均寿命。I为PN结电流。,结电容的量级,CT和CD均在PF量级：CT一般在几几十PF。CD一般在几十几百PF。利用结电容可制成变容二极管。,（3）PN结电容和结电阻综合考虑,两者是并联关系：正向时，电阻小，电容效应不明显。反向时，电阻大，电容效应明显。故电容效应主要在反偏时才考虑。,PN结电容和结电阻综合考虑（图）,r,c,1.2.4PN结击穿特性,当对PN结外加反向电压超过一定的限度，PN结会从反向截止发展到反向击穿。反向击穿破坏了PN结的单向导电特性。利用此原理可以制成稳压管。,PN结击穿特性（图）,PN结击穿,PN结击穿有两种热击穿电击穿,1、电击穿,电击穿是可逆的（可恢复，当有限流电阻时）。电击穿有两种机理机理可以描述：雪崩击穿齐纳击穿,（1）雪崩击穿,特点如下：低掺杂，PN结宽，正温系数，常发生于大于7伏电压的击穿时（雪崩效应）,（2）齐纳击穿,特点如下：高掺杂，PN结窄，负温系数，常发生于小于5伏电压的击穿时（隧道效应）,特殊情况,在（57）V击穿发生时，两种击穿机理都有。温度系数可达到最小。5.7V以下齐纳效应占优势，表现为负温度系数，5.7V以上雪崩效应占优势，表现为正温度系数。,2、热击穿,电击穿后如无限流措施，将发生热击穿现象。热击穿会破坏PN结结构（烧坏）热击穿是不可逆的。,二次击穿,除以上击穿现象外，还有一种特殊的击穿现象，即二次击穿。二次击穿的特点是管子不发热。二次击穿是不可逆的。,第二章DB3基本知识,2.1DB3简介与工作原理2.2DB3技术要求2.3DB3工艺过程,DB3简介,双向触发二极管亦称二端交流器件（DIAC），主要在电子节能灯、电子镇流器或其它无线电路中作触发用。近年来，随着国内电子节能灯的日趋普及，双触发二极管的用量逐渐增大。,DB3外观与封装,目前我们使用的DB3有两种封装：A-405（塑封）与DO-35（玻封）兰色：STDO-35乐山（本体标识：DB30）红色：晶横（本体标识：DB3）A-405：黑色,塑封DB3内部结构,DO-35玻封DB3内部结构,两种结构比较,DO-35优点：具有耐热性、可靠性、低损耗、不燃性和小型轻量化等突出优点。DO-41优点：抗机械强度高、电流冲击能力大等。DO-35缺点：抗机械强度不高、受热会使信号断续，容易出现前期失效。DO-41缺点：热稳定性差，使用后期容易出现失效。因此，一般大功率和长寿命的节能灯都采用DO-35玻封结构（带罩灯）,DB3技术指标,1、触发电压DB3的触发电压由材料片的电阻率来决定，电阻率高则DB3的触发电压也高；反之，则DB3的触发电压就低。MIN：28VMAX：36V,VBO-T关系曲线,从曲线中可以看出VBO随温度的增加而增加，在110左右达到最大值。,2、动态转折电压V,定义：V=VBO-VF，VBO为触发电压，VF为IF在10mA处的电压。,VBO与V的关系,a、DB3的触发电压由材料片的电阻率来决定b、DB3结构类似与一个简单的NPN型三极管，其回弹电压深度取决于扩散时的浓度大小和扩散后形成的基区宽度，该两点受到公司工艺条件的控制，不易改变。,C、基于以上两点，当DB3的扩散浓度和基区宽度不变时，电阻率高的触发电压也高，但他的回弹电压并不会改变多少（V3），因为它的大小已经由浓度和基区宽度决定了，但其负阻电压（V）就会变高，因为设定的测试电流IF始终为10mA。,3、冲击电流ITRM,图中给出了ITRM随tp宽度的变化曲线。在实际的触发电路中，电流的脉冲宽度在400nS左右，所能承受的脉冲电流更大。,4、上升时间tr与峰值电流Ip,要求tr2uS、Ip300mA（测试条件：触发电容C=22nF）在实际测试中，乐山和ST的DB3上升时间在200nS左右，晶恒DB3上升时间在150nS左右；,Risetimemeasurement,tr和Ip与启动电容C的关系,Tr与Ip的测试原理图如图所示tr和Ip随启动电容的增大而增大，反之亦然。Vdc的变化对tr和Ip没有影响，只影响充电时间。,漏电流IB与IBO,IBU=0.5VBO10uAIBO（Breakovercurrent）50uA由于实验条件的限制，这两项无法精确测试。,VBO、V、tr、Ip综合考虑,1、从我们应用的角度来说，