硬件基础 —— 二极管


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硬件基础 —— 二极管


1、二极管基础知识
PN结:P区空穴,N区电子。由于浓度差原理,会产生扩散运动(N到P运动)。在电场作用下,载流电子作漂移运动,方向与扩散运动方向相反直到PN结电流为零,达到平衡状态。在PN结两端外加不同方向的电压,就可以破坏原来的平衡,而呈现单向导电特性,即正向导通,反向截止(电源端加个防反接二极管,可以防止电源与地反接,利用了二极管的单向导电性)。
伏安特性曲线:硅管0.6V,锗管:0.1V

2、二极管的分类
整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管,肖特基二极管等。

3、二极管的应用
限幅
开关
整流
稳压路
续流

4、二极管的主要参数
最大平均整流电流 IF (AV):指二极管长期工作时,允许通过的最大正向平均电流。与PN结的面积、材料和散热条件有关。
IR反向电流(也称反向漏电流):在加反向电压时没有超过二极管最在反向耐压,流过的电流。(一般为微安级)
最大反向耐压URM(也称最大反向工作电压):二极管加反向电压,发生击穿时的电压为击穿电压。最大反向耐压一般取其的三分之一到三分之二。
浪涌电流IFSM:瞬间流过二极管的最大正向单次峰值电流,一般比IF大几十倍。
正向压降UF:在规定正向电流的条件下的二极管正向电压降。它反映了二极管正向导电时的正向电阻和损耗的大小。
反向恢复时间Trr:二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近其最大反向电流10%的时间。

5、PN结的击穿
雪崩击穿:在电场作用下,载流子能量增大,势垒区的载流电子就会发生碰撞电离而激发形成自由电子-空穴对。新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对,这就是倍增效应。
齐纳击穿:在高的反向电压下,由于电子的波动性可以有一定几率穿过位能比电子动能高的势垒区,形成大的反向电流。齐纳击穿需要的电场强度很大!只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。(杂质大电荷密度就大) 一般的二极管掺杂浓度没这么高,它们的电击穿都是雪崩击穿。
热击穿:不可逆


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