各种二极管的性能和应用ppt课件

1、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,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

2、： 1.整流二极管（Rectifier Diode） 2.开关二极管（Switching Diode）也叫快速恢复二极管 3.肖特基二极管（Schottky Diode） 3.稳压管（Zener Diode） 4.瞬态电压抑制二极管（TVS Diode） 5.发光二极管（Light-emitting Diode） 6.其他类型：红外二极管（LED的一种，遥控器）， 变容二极管（Varactor Diode，高频调谐，早期收音模块）， 光电二极管（Photo Diode，光信号转电信号，接收头一部分/SMPS PC901/激光头ABCD）， 激光二极管（Laser Diode, 激光头发射激光,

3、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,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

4、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,HZ,2/33,Diode,各种二极管进行的对比,HZ,2/33,Diode,二极

5、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,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

6、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,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,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

7、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,HT355 SMPS 整流桥（全波整流,HZ,2/33,Diode,HER302 VRM=100V 6V*6=36V,SR306-35 VRM=60V 3.7V*6=22.2V,RL104F VRM=400V 15V*6=90V,HT355次级电路,HER3

8、04,HER304,5.6V6V,Tuner Vcc(5V,3.7V,14V15V,IC Vcc(3.3V,Power AMP PVDD(34V,34V,Power AMP Vdd(12V,HER304 VRM=300V 34V*6=204V,负电压正电压*5*6 所以：VRMVout*7,HZ,Diode,2.快速恢复二极管（Switching Diode） 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

9、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,HT355 Main 4ns,HT355 SMPS 4ns,HZ,Diode,3.肖特基二极管（Schottky Diode） 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SBD VRM最高60V左右） 应用：肖

10、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： RAD125 main 作用：0.4V压降，3.7V3.3V,MCV904 SMPS 反向截止，整流,HZ,Diode,整流类二极管对比/选用替代基准,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,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

11、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,HT355 SMPS稳压,HZ,Diode,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