首页 理论教育 开关二极管器件的优化设计

开关二极管器件的优化设计

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:高速开关二极管的反向恢复时间极短,开关速度极快。利用开关特性可构成二极管开关电路。结电容随反向电压的增加而减小,变容二极管利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容器件被广泛地用于参量放大器、电子调谐及倍频器等微波电路中。图2-20 变容二极管调谐电路图2-21 阶跃恢复二极管4.双向触发二极管双向触发二极管是具有对称性的两端半导体器件,常用来触发双向晶闸管,在电路中起过电压保护使用,如图2-22所示。

开关二极管器件的优化设计

1.开关二极管

由于半导体二极管具有单向导电的特性,在正偏压下,即在导通状态时其电阻值很小,约几十至几百欧;在反偏压下二极管截止状态,其电阻值很大,硅管在10MΩ以上,锗管也有几十至几百千欧。利用二极管这一特性,在电路中对电流进行控制,可起到“接通”或“断开”的开关作用。

开关二极管一般开关的速度很快,反向恢复时间远大于导通时间,只有几纳秒,锗开关二极管反向恢复时间要长一些,也只有几百纳秒。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等优点,广泛用于自动控制电路中,多以玻璃及陶瓷外壳封装,以减少管壳电容。

在脉冲数字电路中,开关二极管常用于接通和关断电路,它的特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。开关二极管实物外形如图2-17所示。

978-7-111-42645-5-Chapter02-26.jpg

图2-17 开关二极管

开关二极管的应用:

当开关S合向A时,二极管导通,相当于开关的接通状态;当开关S合向B时,二极管截止,相当于开关的断开状态,这就是二极管的开关特性。高速开关二极管的反向恢复时间极短,开关速度极快。利用开关特性可构成二极管开关电路。如限幅、钳位及二极管门电路等。硅高速开关二极管的典型产品有1N4148、1N4448等。开关二极管的应用电路如图2-18所示。

978-7-111-42645-5-Chapter02-27.jpg

图2-18 开关二极管的应用电路

开关二极管的检测与普通二极管方法相同,用万用表的“R×1kΩ”挡测量正反向电阻值,一般正向电阻值为5~10kΩ,反向电阻值为无穷大

2.变容二极管

变容二极管是利用PN结加反向电压时,PN结此时相当于一个结电容的原理制成的。二极管结电容的大小除了与本身的结构和工艺有关外,还与外加电压有关。反偏电压越大,PN结的绝缘层越宽,其结电容越小。结电容随反向电压的增加而减小,变容二极管利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容器件被广泛地用于参量放大器、电子调谐及倍频器等微波电路中。其图形符号如图2-19a所示,图2-19b所示为某种变容二极管的特性曲线。

变容二极管一般工作于反偏状态,其势垒电容会随着外加电压的变化而变化。电压变大电容就变小。如2CB14型变容二极管,当反向电压在3~25V区间变化时,其结电容在20~30pF之间变化。它主要用在高频电路中作自动调谐、调频、调相等,如在彩色电视机的高频头中作电视频道的选择。

978-7-111-42645-5-Chapter02-28.jpg

图2-19 变容二极管的符号和特性曲线

利用PN结加不同反向电压时,其结电容改变的特性,可用于收音机、电视机电子调谐回路中作可变电容,常见型号有2AC、2CC、2DC系列等。图2-20所示为彩色电视机的电子调谐器部分电路。

3.阶跃恢复二极管(www.xing528.com)

阶跃恢复二极管具有高度非线性的电抗,应用于倍频器,利用其反向恢复电流的快速突变中所包含的丰富谐波,可获得高效率的高次倍频,它是微波领域中优良的倍频器件。阶跃恢复二极管的实物外形和图形符号如图2-21所示。

978-7-111-42645-5-Chapter02-29.jpg

图2-20 变容二极管调谐电路

978-7-111-42645-5-Chapter02-30.jpg

图2-21 阶跃恢复二极管

4.双向触发二极管

双向触发二极管是具有对称性的两端半导体器件,常用来触发双向晶闸管,在电路中起过电压保护使用,如图2-22所示。图2-23a所示为双向触发二极管的构造示意图,图2-23b所示为其触发双向晶闸管电路。

双向触发二极管不论是正向还是反向,当输入电压小于转折电压时,管子不通,电流很小,一旦输入电压等于转折电压,管子导通,电流迅速上升,呈现负阻特性。

978-7-111-42645-5-Chapter02-31.jpg

图2-22 触发二极管

双向触发二极管的检测:

万用表选择“R×1kΩ”挡,测量双向触发二极管的正、反向电阻值,双向触发二极管正常时,其正、反向电阻值都应为无穷大。若交换表笔进行测量,万用表的指针向右摆动,说明被测管有漏电故障,如图2-24所示。

978-7-111-42645-5-Chapter02-32.jpg

图2-23 双向触发二极管符号和电路使用

978-7-111-42645-5-Chapter02-33.jpg

图2-24 双向触发二极管电阻的测量

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈