《DB3电子测试知识》PPT课件.ppt

1.2.2 PN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（e qv/KT 1) = IS（e V/VT 1) 其中 VT= kT/q IS - 反向饱和电流,PN结伏安特性,由上式 I = IS（e V/VT 1） 当V为正时 I IS（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（e V/VT 1） IS PN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,1.2.3 PN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 /(1 V/Vr)n 其中 CTO -外加电压 v=0 时的CT n - 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 = (Q n/ V) + (Qp/ V) (Q n/ V) (对PN+结） (n I / 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,1.2.4 PN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,2.1 DB3简介与工作原理 2.2 DB3技术要求 2.3 DB3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：ST DO-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：28V MAX：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；,Rise time measurement,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=0.5VBO10uA IBO（Breakover current）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