一、二極管特性
常用的硅鍺二極管在不同正向電流下的正向電壓值見表1。鍺二極管比硅二極管正向?qū)妷旱停ǖ湫蜑?00mV比600mV),但反向漏電流大大超過硅二極管(當(dāng)加50V反向電壓時(shí)為1uA比10nA),但導(dǎo)通的硅二極管的正向電阻大大低于鍺二極管。因此,鍺二極管主要用于信號(hào)檢波,硅二極管則用于整流等目的。
硅和鍺二極管的典型正、反向特性比較見圖1。各種二極管、橋式整流器外形見圖2,圖中尺寸單位為mm。
?
二、二極管命名
歐洲型半導(dǎo)體二極管用字母和數(shù)字來進(jìn)行分類和命名,用兩個(gè)字母和三個(gè)數(shù)字命名的是普通用途二極管,用三個(gè)字母和兩個(gè)數(shù)字命名的是特殊用途二極管,前兩個(gè)字母表示的意義如下:第一個(gè)字母表示半導(dǎo)體材料,A-鍺;B-硅;C-砷化鎵等;D-光敏材料等。
第二個(gè)字母表示用途,A-普通用途二極管;B-調(diào)諧(變?nèi)荩┒O管;E-隧道二極管;P-光電二極管;Q-發(fā)光二極管;T-可控整流管;X-變?nèi)荻O管;Y-功率整流管;Z-穩(wěn)壓二極管。
專用二極管的第三個(gè)字母通常沒有什么特殊意義,穩(wěn)壓二極管在數(shù)字后有一附加字母,用來表示穩(wěn)壓值公差,用以下字母表示:A-±1%;B-2%;C-±5%;D-±10%,穩(wěn)壓二極管有表示所穩(wěn)電壓值的數(shù)字,例如9V1表示9.1V。
例1.識(shí)別以下二極管:
l、AA113-普通用途鍺二極管;
2、BB105-調(diào)諧用硅二極管(亦稱變?nèi)荻O管);
3,BZY88C4V7-公差為5%穩(wěn)壓值為4.7V的硅穩(wěn)壓二極管。
三、二極管數(shù)據(jù)
表2概括了各種歐式二極管的用途及封裝外形等特性;表3列出了普通用途、信號(hào)和射頻二極管特性;表4列出硅整流和功率二極管特性;表5列出橋式整流器特性。
表5中所列多數(shù)橋式整流器具有200V、400V和600V品種。
?
四,穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管是一種特殊設(shè)計(jì)的硅二極管,具有一致的反向擊穿特性。E12和E24系列穩(wěn)壓二極管可用于各種電路(根據(jù)其特性、封裝和額定功率),穩(wěn)壓范圍從2.4V到91V,一只5.1 V穩(wěn)壓管的典型特性見圖3。
?
常用系列穩(wěn)壓管如下:
BZY88系列
500mW小型玻璃封裝穩(wěn)壓二極管(25℃),穩(wěn)壓范圍從2.7V到15V(5mA反向電流,25℃)。
BZX55系列
500mW低功率穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓范圍從2.4V到91V。
BZX61系列
1.3W密封合金結(jié)(25℃環(huán)境),穩(wěn)壓范圍從7.5V到72V。
BZX85系列
1.3W中功率玻璃封裝穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓范圍從5.1V到62V。
BZY93系列
20w大功率穩(wěn)壓二極管,螺栓安裝封裝,環(huán)境溫度可達(dá)75℃,穩(wěn)壓范圍從9.1V到75V。
BZY97系列
1.5W中功率穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓范圍從9.1V到37V。
1N5333系列5W塑封穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓范圍從3.3V到24V。
穩(wěn)壓二極管通常與普通硅二極管一樣,采用塑料或玻璃封裝,符號(hào)與外形見圖3左上,穩(wěn)壓二極管的斜率電阻等于反向電壓與二極管電流之比,斜率電阻在擊穿區(qū)測(cè)量,用歐姆表示,理想的穩(wěn)壓二極管應(yīng)具有零斜率電阻(即二極管在其穩(wěn)壓值上應(yīng)完全導(dǎo)通),實(shí)際上僅達(dá)到小于或等于20Ω數(shù)量。
穩(wěn)壓電壓溫度系數(shù)等于穩(wěn)壓電壓的變化比上溫度的變化,用mV/℃表示。作電壓基準(zhǔn)用時(shí),要求穩(wěn)壓值應(yīng)不隨溫度改變而變動(dòng),表6為多數(shù)小功率穩(wěn)壓二極管(BZX55系列)典型數(shù)據(jù)。
?
例2.穩(wěn)壓二極管常用作電壓基準(zhǔn),說明如下:
穩(wěn)定電壓(在20℃):9.1V
溫度系數(shù):+4mV/℃
如果設(shè)計(jì)的電路工作在-10℃到+40℃范圍,即以工作范圍的極限基準(zhǔn)電壓來確定基準(zhǔn)電壓值和變化百分比。溫度系數(shù)為正,穩(wěn)壓值將隨溫度升高而增加,40℃時(shí),穩(wěn)壓值由下式算出:
Vz=9.1V+[(40-20)×V 4mV]=9.1+80mV=9.18V
在-10℃時(shí),穩(wěn)壓值由下式算出:
Vz=9.1V-V[20-(-10)]×4mV=9.1 V-120mV=8.98V
五、可控硅
可控硅三端器件其符號(hào)、封裝和端腳接法見圖4,它常用作開關(guān)或交流功率控制,各種常用可控硅數(shù)據(jù)見表7。
?
六、雙向可控硅
雙向可控硅是在可控硅基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。當(dāng)觸發(fā)后,在所加電壓的正、負(fù)兩半周都導(dǎo)通,它由加于控制極上的正和負(fù)電壓觸發(fā)導(dǎo)通。在用于交流功率控制時(shí),它與僅能作半波控制的可控硅相比,不僅能作全波控制,且性能優(yōu)良。
雙向可控硅常采用觸發(fā)二極管(相當(dāng)于雙向穩(wěn)壓二極管),當(dāng)所加電壓超過約±32V時(shí),觸發(fā)二極管即導(dǎo)通,這時(shí)其電阻降至極低值,于是產(chǎn)生較大電流,其典型特性見圖5。
?
雙向可控硅符號(hào)、封裝外形和端腳接法見圖6,常用雙向可控硅數(shù)據(jù)見表8。
?
注意事項(xiàng):
可控硅和雙向可控硅開關(guān)通斷非常迅速,當(dāng)用作交流功率控制時(shí),快速開關(guān)引起的瞬態(tài)變化可能經(jīng)交流饋電線傳播一定距離。為防止噪聲輻射,把這種影響減至最小,應(yīng)在靠近功率控制器件處裝入適當(dāng)?shù)腖—C濾波器(見圖7)。
?