二極管作為半導(dǎo)體器件,在電子電路應(yīng)用中非常廣泛,可以用于電源輸入防反接,整流,多路信號(hào)選擇,DCDC續(xù)流等等。
二極管的實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)PN結(jié),具備PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,也即施加正向電壓時(shí)導(dǎo)通,施加反向電壓時(shí)截止。該作用也使得二極管在電子電路應(yīng)用中在某些場(chǎng)合被定義為開(kāi)關(guān),在存在二極管的電路中,當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí),視為短路,可用導(dǎo)線代替二極管,當(dāng)二極管截止時(shí),視為斷路,可從電路抹去二極管分析電路。
對(duì)于二極管,需要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行選擇,在針對(duì)二極管進(jìn)行選型時(shí),需要針對(duì)性的考慮相關(guān)的參數(shù)。
二極管的主要參數(shù)為:正向?qū)妷?,?dǎo)通電流,反向擊穿電壓,反向漏電流,這幾個(gè)參數(shù)在大多數(shù)場(chǎng)合都是需要考慮的。
正向?qū)妷号c正向?qū)?a href="http://wenjunhu.com/tags/電流/" target="_blank">電流相關(guān),流經(jīng)二極管的電流越大,二極管的導(dǎo)通電壓會(huì)變大。
反向擊穿電壓是能夠施加在二極管兩端反向電壓的最大值,反向電壓過(guò)大時(shí),會(huì)擊穿PN結(jié)。
反向漏電流即為在二極管上施加反向電流時(shí)的微小的漏電流,系因?yàn)镻N結(jié)的少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。
對(duì)于二極管,我們另外需要考慮的參數(shù)是反向恢復(fù)時(shí)間,尤其是在開(kāi)關(guān)電路中,需要著重考慮,以下針對(duì)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間進(jìn)行簡(jiǎn)約解釋。
二極管的反向電流波形大概如下:
對(duì)于二極管的PN結(jié),當(dāng)施加正向電壓時(shí),受電場(chǎng)的影響,P區(qū)空穴移向N區(qū),N區(qū)電子移向P區(qū),勢(shì)壘區(qū)逐漸減小。
此時(shí)PN結(jié)存在電流,也即二極管正向?qū)?,隨著空穴和電子的移動(dòng),移動(dòng)到N區(qū)的空穴沒(méi)有全部在N區(qū)被電子中和,會(huì)有一部分在N區(qū)漂移擴(kuò)散,并在勢(shì)壘區(qū)附近按梯度變化,同理,移動(dòng)到P區(qū)的電子也有同樣的現(xiàn)象,電流大時(shí),沒(méi)被中和的空穴和電子會(huì)更多。N區(qū)中的空穴和P區(qū)中的電子被稱為非平衡少數(shù)載流子,非平衡少數(shù)載流子的分布現(xiàn)象被稱為PN結(jié)的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。
當(dāng)PN結(jié)突然從施加正向電壓變成施加反向電壓時(shí),PN結(jié)兩端電場(chǎng)發(fā)生變化,受電荷存儲(chǔ)效應(yīng)影響,P區(qū)和N區(qū)的非平衡少數(shù)載流子開(kāi)始進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng),P區(qū)的電子和N區(qū)的空穴在電場(chǎng)的作用下進(jìn)行反向漂移運(yùn)動(dòng),此時(shí)由于勢(shì)壘區(qū)還比較小,因此形成反向電流,并且保持一小段時(shí)間不變,電子回到N區(qū),空穴回到N區(qū),形成多數(shù)載流子,少數(shù)載流子數(shù)量逐步減少,反向電流快速下降,且勢(shì)壘區(qū)加大,PN結(jié)變成反向截止?fàn)顟B(tài),電流只有極少部分少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)形成的漏電流。
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