二极管的模型

二极管的模型
二极管的模型

二极管的模型

二极管是一种非线性器件,不能直接采用线性电路的分析方法分析二极管,但在工程计算中,往往可以根据二极管在电路中的工作状态和计算精度要求,建立二极管的线性模型,以替代电路中的二极管分析计算下面介绍几种常用的二极管模型。

1.理想二极管模型

图1--1a 用粗线表时理想二极管的特性,其中虚线为二极管的实际特性曲线,图1--1b为其符号。显然,对于理想二极管,正向偏置时电压降为零(短路);反向偏置时反向电流为零(开路)。在实际电路中,若二极管正向导通,其两端的正向电压元小于和它串联的其他电压,则可将二极管两端的正向电压作零电压处理(看成短路);若二极管反向截止,其反向电流远远小于和它并联的其他电流时,则可将二极管的反向电流作零电流处理(看成开路)。即将二极管视为理想二极管来近似分析。

图1---1理想二极管特性

2.恒压降模型

当二极管的正向电压和它串联的其他电压相差不大时,用理想二极管计算会有比较大的误差,这时可以采用恒压将模型,如图1--2

所示。其基本思想是,当二极管导通后,其二极管压降认为是恒定的,不随电流变化,。不过,这只有当二极管的电流近似等于或大于1mA 时才正确。该模型提供了较合理的近似,因而应用较广。

3.折线模型

为了更加精确的计算二极管的电路,将二极管的特性曲线用图1--3表示,所示的两段折线近似,即当二极管两端的电压小于

U时,

th

二极管截止,电流为零;当二极管两端的电压大于

U时,二极管导

th

通,导通后的特性曲线用一条斜线来近似,其斜率由电压与电流变化量的比值决定,斜率的倒数为二极管的等效电阻。

二极管及其应用电路--笔记整理

半导体二极管及其应用电路 1.半导体的特性 自然界中的各种物质,按导电能力划分为:导体、绝缘体、半导体。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。它具有热敏性、光敏性(当守外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化)和掺杂性(往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显变化)。利用光敏性可制成光电二极管和光电三极管及光敏电阻;利用热敏性可制成各种热敏电阻;利用掺杂性可制成各种不同性能、不同用途的半导体器件,例如二极管、三极管、场效应管等。 2.半导体的共价键结构 在电子器件中,用得最多的材料是硅和锗,硅和锗都是四价元素,最外层原子轨道上具有4个电子,称为价电子。每个原子的4个价电子不仅受自身原子核的束缚,而且还与周围相邻的4个原子发生联系,这些价电子一方面围绕自身的原子核运动,另一方面也时常出现在相邻原子所属的轨道上。这样,相邻的原子就被共有的价电子联系在一起,称为共价键结构。 当温度升高或受光照时,由于半导体共价键中的价电子并不像绝缘体中束缚得那样紧,价电子从外界获得一定的能量,少数价电子会挣脱共价键的束缚,成为自由电子,同时在原来共价键的相应位置上留下一个空位,这个空位称为空穴, 自由电子和空穴是成对出现的,所以称它们为电子空穴对。在本征半导体中,电子与空穴的数量总是相等的。我们把在热或光的作用下,本征半导体中产生电子空穴对的现象,称为本征激发,又称为热激发。 由于共价键中出现了空位,在外电场或其他能源的作用下,邻近的价电子就可填补到这个空穴上,而在这个价电子原来的位置上又留下新的空位,以后其他价电子又可转移到这个新的空位上。为了区别于自由电子的运动,我们把这种价电子的填补运动称为空穴运动,认为空穴是一种带正电荷的载流子,它所带电荷和电子相等, 符号相反。由此可见, 本征半导体中存在两种载流子:电子和空穴。而金属导体中只有一种载流子——电子。本征半导体在外电场作用下,两种载流子的运动方向相反而形成的电流方向相同。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强,温度时影响半导体性能的一个重要的外部因素。

整流二极管工艺问题

整流二极管工艺问题 整流二极管工艺问题 关于“二极管反向击穿电压飘动”的问题,很多同行都发表了自己的看法。本人经过几个月废寝忘食的摸索,发现酸洗中使用的氨水可能会造成反向击穿电压飘动。我们这里用的酸洗工艺,第一道是混酸,第二道是磷酸+双氧水,第三道是氨水+双氧水。然后发现用过氨水以后,很难将芯 片表面和铜引线上的氨水去除,所有有可能造成芯片表面污染,在塑封后固化以后出现击穿电压蠕变或者说飘动的不良品。- X" R. ~/ H Y8 c$ H* w3 X 整流二极管工艺问题 1. 损伤磨片不可避免地产生10微米以上的损伤层;喷砂形成的损伤可能更大!这些损伤会导致硅片易碎,并会形成扩散沟道。对于较大的机械损伤,在腐蚀过程中非但消除不了,反而会更加扩大,使表面耐压大大下降。切割的损伤对芯片耐压的影响非常大。切割硅片表面的损伤层包括镶嵌层和应力层两部分,晶片表面是镶嵌层,下层为具有较严重损伤的损伤层和应力层。它们的厚度为15~25μm,这 是对于整个切片平均值而言

3. 金属杂质重金属杂质会使少子寿命大大降低,它们在PN结内会引起较大的漏电流,严重的甚至使电压降为零。重金属多积于单晶尾部,可予以切除。另外在扩散后可以利用磷硅玻璃或硼硅玻璃于950—1050 ℃进行1小时的吸收,但吸收对碱金属(钠、钾)和碱土金属(钙、镁)离子作用不大。 4. 磷扩散由于浓度很高,高温时会在硅中引起很大的位错,加上硅单晶本身的位错,会使磷沿着位错较大或较集中的地方扩进更深,空间电荷区展宽时易形成局部的穿通。所以磷扩散的浓度不宜太高。要防止磷硼扩散产生合金点导致基区宽度变窄。 5. 如雪崩击穿发生在PN结的某一小部分,则迅速增大的电流集中在这一区域,就会因热量集中而烧毁。这种破坏性的击穿称为热击穿,热击穿不可逆。这大多是因为PN结表面不平坦或有残余的机械损伤造成的。 6. 表面离子沾污负电荷排斥电子吸引空穴,形成P型反型层沟道,因而使漏电流增大;而正电荷吸引电子排斥空

二极管的题目

第三章二极管 一、判断题 1、因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。() 2、PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。() 3、二极管的四类理想模型分别是理想二极管模型、恒压模型、折线模型、小信号模型()。 4、掺入3价杂质元素形成的半导体叫N型半导体。() 5、掺入5价杂质元素形成的半导体叫N型半导体。() 6、N型半导体多子为电子,而P型半导体的少子为空穴() 7、N型半导体多子为电子,而P型半导体的少子也是电子。() 8、PN结外加反向电压指N极电位比P极电位高。() 9、PN结外加反向电压耗尽层变厚,扩散电流增加。() 10、PN结外加反向电压耗尽层变厚,耗尽层变厚,扩散电流增加。() 11、Si二极管的正向导通电压比较Ge二极管的正向导通电压高。() 12、二极管的反向击穿有两种,一种是齐纳击穿,另一种雪崩击穿,齐纳击穿时所需反压一般比较雪崩击穿时高。() 13、二极管的齐纳击穿是可逆的。() 14、二极管的热击穿是可逆的,而击电穿是不可逆。() 15、发光二极管正常工作时加正向偏置电压,而稳压二极管正常工作时一般加反向偏置电压。() 16、PN结外加反向电压势垒区变窄。() 17、二极管在工作电流大于最大整流电流I F时会损坏。() 18、二极管在工作频率大于最高工作频率f M时会损坏。() 19、二极管在反向电压超过最高反向工作电压U RM时会损坏。() 20、在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P型半导体。() 21、稳压管正常稳压时应工作在正向导通区域。() 二、填空题 1、当PN结外加反向电压时,耗尽层厚度将变____,漂移电流的大小将___。 2、纯净的半导体叫____半导体。掺入3价杂质元素形成的半导体叫____型半导体,它主要靠____导电。 3、掺杂半导体叫____半导体。掺入5价杂质元素形成的半导体叫____型半导体,它主要靠____导电。 4、PN结正向偏置是指P区接电源的__极、N区接电源的__极。这时多子的作____运动较强,PN 结厚度变____,结电阻较____。 5、当温度升高时,由于二极管内部少数载流子浓度____,因而少子漂移而形成的反向电流____, 6、二极管反向伏安特性曲线____移。 7、半导体稳压管的稳压功能是利用PN结的____特性来实现的。 8、二极管P区接电位__端,N区接电位__端,称正向偏置,二极管导通;反之,称反向偏置,二极管截止,所以二极管具有____性。

Spice基本语法

?无源器件:电阻、电感、电容 1、电阻 RXXX n1 n2 resistance 电阻值可以是表达式。 例:R1 1 2 10K Rac 9 8 1 AC=1e10 Rterm input gnd R=’sqrt(HERTZ) ’ 2、电容 CXXX n1 n2 capacitance 例:C1 1 2 1pF 3、电感 LXXX n1 n2 inductance 例:L1 1 2 1nH ?有源器件:Diode、BJT、JEFET、MOSFET 1、Diode(二极管) DXXX N+ N- MNAME 可选项:AREA是面积因子,OFF是直流分析所加的初始条件,IC=VD 是瞬态初始条件 注:模型中的寄生电阻串联在正极端 2、BJT(双极性晶体管) QXXX NC NB NE MNAME NC、NB、NE、NS分别是集电极、基极、发射极和衬底节点,缺省时NS 接地。后面与二极管相同。 3、JFET(结型场效应晶体管) JXXX ND NG NS MNAME 4、MOSFET(MOS场效应晶体管) MXXX ND NG NS NB MNAME M为元件名称,ND、NG、NS、NB分别是漏、栅、源和衬底节点。MNAME 是模型名,L沟道长,W为沟道宽。

?子电路 1、子电路定义开始语句 .SUBCKT SUBNAM 其中,SUBNAM为子电路名,node1…为子电路外部节点号,不能为零。子电路中的节点号(除接地点),器件名,模型的说明均是局部量,可以和外部的相同。 例: .SUBCKT OPAMP 1 2 3 4 2、子电路终止语句 .ENDS 若后有子电路名,表示该子电路定义结束;若没有,表示所有子电路定义结束。 例: .ENDS OPAMP / .ENDS 3、子电路调用语句 X***** SUBNAM 在Spice中,调用子电路的方法是设定以字母X开头的伪元件名,其后是用来连接到子电路上的节点号,再后面是子电路名。 例:…… .SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2u Mn out in 0 0 NMOS W=wn L=1.2u Mp out in vdd vdd PMOS W=wp L=1.2u .ENDS X1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3U X2 1 2 INV WN=1.2U WP=3U X3 2 OUT INV WN=1.2U WP=3U 激励源:独力源和受控源 独立源:直流源(DC Sources)交流小信号源(AC Sources)瞬态源(Transient Sources)脉冲源指数源正弦源分段线性源1、直流源(DC Sources )

整流管与快恢复二极管区别

整流电路由于频率很低,故只对耐压有要求,只要耐压能满足,肯定是可以代用的,且快恢复二极管也有用于整流的情况,就是在开关电源次级整流部份,由于频率较高,只能使用快恢复二极管整流,否则由于二极管损耗太大会造成电源整体效率降低,严重时会烧毁二极管。另外快恢复二极管的价格较整流二极管贵很多,耐压越高越贵,所以一般是不会拿快恢复二代管使用的。当然,如果你手头上只有快恢复二极管而没有一般整流管时,想怎么用就怎么用,只要耐压足够即可。 提问者评价 首先谢谢你的回答!!! 是的,没有刚好合适耐压的整流二极管。所有用快恢复代替的 肖特基二极管和快恢复二极管的区别 快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下),工艺上多采用掺金措施,结构上有采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V),反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在100纳秒以下。 肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管,简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode),具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒),而且反向漏电流较大,耐压低,一般低于150V,多用于低电压场合。 这两种管子通常用于开关电源。 肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右,前者的反向恢复时间大约为几纳秒~! 前者的优点还有低功耗,大电流,超高速~!电气特性当然都是二极管阿~! 快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件. 肖特基二极管:反向耐压值较低40V-50V,通态压降0.3-0.6V,小于10nS 的反向恢复时间。它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。

PSpice添加SPICE模型

微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。PIN二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN二极管I层的总电荷主要由偏置电流产生,而不是由微波电流瞬时值产生的,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN二极管对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。二三极管开关二极管、肖特基三极管、瞬变二极管、PIN结二极管、大/中/小功率三极管、高频管、带阴三极管、复合管、整流二极管、快恢复二极管、稳压二极管、整流桥、射频管、场效应管、达林顿管...... 品牌:PHILIPS、NEC、MOTOROLA、ROHM、TOSHIBA、ST、Panasonic、KEC、INFINEON 在用PSpice进行仿真时,很多时候会遇到需要仿真的器件在PSpice自带的仿真库无法找到。这时需要到该器件对应的官网上去下载对应的SPICE模型,而不同的公司提供的SPICE模型又都不尽相同,比如TI公司提供MOD文件或TXT文本,而ADI公司提供的是CIR格式的文件。如何将这些不同类型的SPICE仿真模型转换成Simulation可用的lib文件呢?下面介绍了一个方法,只需简单几步即可实现将不同类型的SPICE Model(*.mod/*.txt/*.cir等文本文件)转换成*.lib、*.olb文件。 1、打开Model Editor(in PSpice Accessories) 2、File -> Open,打开*.mod或*.txt或*.cir文件

二极管7种应用电路详解

二极管7种应用电路详解之一 许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。 二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。 9.4.1 二极管简易直流稳压电路及故障处理 二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简单,成本低,所以应用比较广泛。 二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。 二极管的管压降特性:二极管导通后其管压降基本不变,对硅二极管而言这一管压降是0.6V 左右,对锗二极管而言是0.2V左右。 如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。 图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路 1.电路分析思路说明 分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的,对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。 关于这一电路的分析思路主要说明如下。 (1)从电路中可以看出3只二极管串联,根据串联电路特性可知,这3只二极管如果导通会同时导通,如果截止会同时截止。 (2)根据二极管是否导通的判断原则分析,在二极管的正极接有比负极高得多的电压,无论是直流还是交流的电压,此时二极管均处于导通状态。从电路中可以看出,在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V,VD3的负极接地,这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。由此分析可知,3只二极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。 (3)从电路中还可以看出,3只二极管上没有加入交流信号电压,因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量电容C1,将A点的任何交流电压旁路到地端。 2.二极管能够稳定直流电压原理说明 电路中,3只二极管在直流工作电压的正向偏置作用下导通,导通后对这一电路的作用是稳定了电路中A点的直流电压。 众所周知,二极管内部是一个PN结的结构,PN结除单向导电特性之外还有许多特性,其中

(完整版)整流二极管

整流二极管 整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件,整流二极管具有明显的单向导电性,是一种大面积的功率器件,结电容大,工作频率较低,一般在几十千赫兹,反向电压从25V到3000V. 硅整流二极管的击穿电压高,反向漏电流小,高温性能良好,通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造,这种器件结面积大,能通过较大电流(通常可以达到数千安),但工作频率不高,一般在几十千赫兹以下,整流二极管主要用于各种低频整流电路。 整流二极管的常用参数 (1)最大平均整流电流IF:指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值,并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。 (2)最高反向工作电压VR:指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值,则反向电流(IR)剧增,二极管的单向导电性被破坏,从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V,1N4007的VR为1OOOV (3)最大反向电流IR:它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流,此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小,表明二极管质量越好。 (4)击穿电压VR:指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时,则指给定反向漏电流条件下的电压值。 (5)最高工作频率fm:它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容决定,若工作频率超过fm,则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。 (6)反向恢复时间tre:指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。 (7)零偏压电容CO:指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是,由于制造工艺的限制,即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围,若测试条件改变,则相应的参数也会发生变化,例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA,而在100°C时IR则变为小于500uA。 整流二极管的选用 整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。 选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。 普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如,1N

导入spice模型方法

我从器件厂商那儿得到的spice模型文件是:T506.TXT *************************************************************** * SIEMENS Discrete & RF Semiconductors * GUMMEL-POON MODEL CHIP PARAMETERS IN SPICE 2G6 SYNTAX * V ALID UP TO 6 GHZ * >>> T506 <<< (CHIP) * Extracted by SIEMENS Semiconductor Group HL HF SI CDB * (C) 1998 SIEMENS AG * Version 1.0 December 1998 *************************************************************** .MODEL T506 NPN( + IS =1.5E-17 NF =1 NR =1 + ISE=2.5E-14 NE =2 ISC=2E-14 + NC =2 BF =235 BR =1.5 + V AF=25 V AR=2 IKF=0.4 + IKR=0.01 RB =11 RBM=7.5 + RE =0.6 RC =7.6 CJE=2.35E-13 + VJE=0.958 MJE=0.335 CJC=9.3E-14 + VJC=0.661 MJC=0.236 CJS=0 + VJS=0.75 MJS=0.333 FC=0.5 + XCJC=1 TF=1.7E-12 TR=5E-08 + XTF=10 ITF=0.7 VTF=5 + PTF=50 XTB=-0.25 XTI=0.035 + EG=1.11) *************************************************************** 在ads中新建一个schematic,选择file,选择import,就是上面贴得图了!

二极管的七种用法

二极管其他7中应用电路详解 许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。 二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。 1 二极管简易直流稳压电路及故障处理 二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简单,成本低,所以应用比较广泛。 二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。 二极管的管压降特性:二极管导通后其管压降基本不变,对硅二极管而言这一管压降是0.6V左右,对锗二极管而言是0.2V左右。 如图1.1所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。 图1.1 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路 1.1电路分析思路说明 分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的,对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。

关于这一电路的分析思路主要说明如下。 (1)从电路中可以看出3只二极管串联,根据串联电路特性可知,这3只二极管如果导通会同时导通,如果截止会同时截止。 (2)根据二极管是否导通的判断原则分析,在二极管的正极接有比负极高得多的电压,无论是直流还是交流的电压,此时二极管均处于导通状态。从电路中可以看出,在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V,VD3的负极接地,这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。由此分析可知,3只二极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。 (3)从电路中还可以看出,3只二极管上没有加入交流信号电压,因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量电容C1,将A点的任何交流电压旁路到地端。 1.2 二极管能够稳定直流电压原理说明 电路中,3只二极管在直流工作电压的正向偏置作用下导通,导通后对这一电路的作用是稳定了电路中A点的直流电压。 众所周知,二极管内部是一个PN结的结构,PN结除单向导电特性之外还有许多特性,其中之一是二极管导通后其管压降基本不变,对于常用的硅二极管而言导通后正极与负极之间的电压降为0.6V。 根据二极管的这一特性,可以很方便地分析由普通二极管构成的简易直流稳压电路工作原理。3只二极管导通之后,每只二极管的管压降是0.6V,那么3只串联之后的直流电压降是0.6×3=1.8V。 1.3 故障检测方法 检测这一电路中的3只二极管最为有效的方法是测量二极管上的直流电压,如图1.2所示是测量时接线示意图。如果测量直流电压结果是1.8V左右,说明3只二极管工作正常;如果测量直流电压结果是0V,要测量直流工作电压+V是否正常和电阻R1是否开路,与3只二极管无关,因为3只二极管同时击穿的可能性较小;如果测量直流电压结果大于1.8V,检查3只二极管中有一只开路故障。

整流二极管

整流二极管

整流二极管 整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件,整流二极管具有明显的单向导电性,是一种大面积的功率器件,结电容大,工作频率较低,一般在几十千赫兹,反向电压从25V到3000V. 硅整流二极管的击穿电压高,反向漏电流小,高温性能良好,通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造,这种器件结面积大,能通过较大电流(通常可以达到数千安),但工作频率不高,一般在几十千赫兹以下,整流二极管主要用于各种低频整流电路。 整流二极管的常用参数 (1)最大平均整流电流IF:指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN 结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值,并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。(2)最高反向工作电压VR:指二极管两端允许

施加的最大反向电压。若大于此值,则反向电流(IR)剧增,二极管的单向导电性被破坏,从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V,1N4007的VR 为1OOOV (3)最大反向电流IR:它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流,此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小,表明二极管质量越好。 (4)击穿电压VR:指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时,则指给定反向漏电流条件下的电压值。 (5)最高工作频率fm:它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容决定,若工作频率超过fm,则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。 (6)反向恢复时间tre:指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。(7)零偏压电容CO:指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是,由于制造工艺的限制,即使同一型号的二极管其

“断路法”分析二极管电路工作状态 4 例-文章-基础课-模拟电

二级管不是线性元什,对其构成的鼙流、限幅、续流保护、低压稳压、门电路等电路进行分忻时可以采用二极管的理想模型( 正向导通时视为短路,反向截止时视为开路) 或恒压降馍型( 止向导通时视为恒压源,反向截止时视为开路) ,还可以采用折线模型( 正向导通时视为恒压源串联一小电阻,反向截止时视为开路) 。不管采用哪种等效模型,关键在于分忻出二极管在电路中的上作状态到底处于正向导通还是处于反向截止.当电路中有多个二极管或有交流信号时二极管的工作状态并不能很直观地判断出来。 本文所述“断路法”能快速判断出二极管的工作状态,其核心思想是先将昕有二极管从电路中断开,分折这种情况下各二极管的正向压降:例如,理想模犁时正向压降大于零时二极管导通,否则截止。若电路中有多个二极管,断路时正向压降最高的二极管优先导通,再把已分忻出导通的二圾管放回电路,重新分忻其他二圾管断路时的正向压降( 依旧遵循正向压降最高的优先导通) ,直到所有二极管状态分析完。对有交流信号时二极管的工作状态,同样的分析过程要用在不同

的电压值范围。下面以几个例题来说明该方法的陵用( 二极管工作状态分析采用理想模型) 。 【例1] 判断图1 中二极管的状态并求P 点电位。 图1 是只有一个_ 二极管的情况。按“断路法”进行分析,先将二极管从电路中断开,断开后,左(N) 、右(P) 各自构成独立的回路。N 点电位为2k Ω电阻上的压降加5k Ω电阻上的压降: VN=-10x2 /20 十15x5 /30=1 .5(V) ;P 点电位为10k

Ω电阻上的压降:VP=15x10/150=1(V) ,可知二极管D 承受的正向压降UPN=-O .5V ,故该二极管截止(P 点电位为1V) 。 【例2 】求图2 中N 点电位( 已知V1=5V ,Vz=3V) 。 图2 是有两个二极管的情况( 为门电路) 。先将二极管D1 、D2 都断开,这时,A 点电位VA=V1=5V ;B 点电位VB=V2=3V ;N 点电位VN=OV ,则D1 承受的正向压降UAN=5V ;D2 承受的正向压降UHN=3V ,D1 承受的正向压降更大,故其优先导通,将其放回原电路后相当于短路( 如图3) ,这时N 点电位变为VN=V1 x9 /10=4 .5V ;D2 承受的正向压降 UBN=3V-4 .5V=-1 .5V( 为负) ,故D2 截止,收回原电路后相当于断路( 如图3) ,所以N 点电位为4 .5V 。 【例3 】求图4 中的输出波形uo( 已知输入ui=10sin ωtV) 。

整流二极管型号

整流二极管型号整流二极管型号大全上网时间: 2010-12-01整流二极管型号整流二极管型号大全 05Z6.2Y硅稳压二极管Vz=6~6.35V,Pzm=500mW, 05Z7.5Y硅稳压二极管Vz=7.34~7.70V,Pzm=500mW, 05Z13X硅稳压二极管Vz=12.4~13.1V,Pzm=500mW, 05Z15Y硅稳压二极管Vz=14.4~15.15V,Pzm=500mW, 05Z18Y硅稳压二极管Vz=17.55~18.45V,Pzm=500mW, 1N4001硅整流二极管50V, 1A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A) 1N4002硅整流二极管100V, 1A, 1N4003硅整流二极管200V, 1A, 1N4004硅整流二极管400V, 1A, 1N4005硅整流二极管600V, 1A, 1N4006硅整流二极管800V, 1A, 1N4007硅整流二极管1000V, 1A, 1N4148二极管75V, 4PF,Ir=25nA,Vf=1V, 1N5391硅整流二极管50V, 1.5A,(Ir=10uA,Vf=1.4V,Ifs=50A) 1N5392硅整流二极管100V,1.5A, 1N5393硅整流二极管200V,1.5A, 1N5394硅整流二极管300V,1.5A, 1N5395硅整流二极管400V,1.5A, 1N5396硅整流二极管500V,1.5A, 1N5397硅整流二极管600V,1.5A, 1N5398硅整流二极管800V,1.5A, 1N5399硅整流二极管1000V,1.5A, 1N5400硅整流二极管50V, 3A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=150A) 1N5401硅整流二极管100V,3A, 1N5402硅整流二极管200V,3A, 1N5403硅整流二极管300V,3A, 1N5404硅整流二极管400V,3A, 1N5405硅整流二极管500V,3A, 1N5406硅整流二极管600V,3A, 1N5407硅整流二极管800V,3A, 1N5408硅整流二极管1000V,3A 常用整流二极管型号大全 极管型号:4148 安装方式:贴片功率特性:大功率 二极管型号:SA5.0A/CA-SA170A/CA安装方式:直插 二极管型号:IN4007/IN4001 安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:低频 二极管型号:70HF80 安装方式:螺丝型功率特性:大功率频率特性:高频 二极管型号:MRA4003T3G 安装方式:贴片 二极管型号:1SS355 安装方式:贴片功率特性:大功率 二极管型号6A10安装方式:直插功率特性:大功率;型号:2DHG型安装方式:直插功率特性:大功率 二极管型号B5G090L安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:超高频

半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表第1章教学内容与要求 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1.本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为电子空穴对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2.杂质半导体 (1)N型半导体本征半导体中,掺入微量的五价元素构成N型半导体,N型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴。N型半导体呈电中性。 (2) P型半导体本征半导体中,掺入微量的三价元素构成P型半导体。P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。P型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度就越大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 1.2.2 PN结及其特性

1.PN 结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体,另一边形成P 型半导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2.PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小,PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: )1(T S -=U U e I I 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从P 区指向N 区;I S 在数值上等于反向饱和电流;U T =KT /q ,为温度电压当量,在常温下,U T ≈26mV 。 (1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性,如满足U ??U T ,则T S U U e I I ≈,PN 结的正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。 (2) 反向特性 0>,则S I I -≈,反向电流与反向电 压的大小基本无关。 (3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后,反向电流急剧增加,这种现象称为PN 结反向击穿,击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 4. PN 结的电容效应 PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。C B 和C D 都很小,只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。当PN 结正向偏置时,扩散电容C D 起主要作用,当PN 结反向偏置时,势垒电容C B 起主要作用。 1.2.3 半导体二极管 1. 半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。 二极管种类很多,按材料来分,有硅管和锗管两种;按结构形式来分,有点接触型、面接触型和硅平面型几种。 2. 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同,但又有一定的差别。在近似分析时,可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。 3. 温度对二极管伏安特性的影响 温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,温度每升高1o C ,PN 结的正向压降约减小(2~)mV 。 二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。当温度每升高10 o C 左右时,反向饱和电流将加倍。 4. 半导体二极管的主要参数 二极管的主要参数有:最大整流电流I F ;最高反向工作电压U R ;反向电流I R ;最高工作频率f M 等。由于制造工艺所限,即使同一型号的管子,参数也存在一定的分散性,因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。 5. 半导体二极管的模型 常用的二极管模型有以下几种:

二极管基本电路及其分析方法

§1-4 二极管基本电路及其分析方法 1.4.1 二极管的等效模型 1、二极管的直流模型 1)理想开关模型 2)恒压降模型 3)3)折线模型 2、二极管的交流小信号模型 当在二极管的工作点上叠加有低频交流小信号电压ud时,只要工作点选择合适,且ud足够小,可以将Q点附近的特性曲线看成是线性的(线性化),则交流电压与电流之间的关系可以用一个电阻rd来表示。 rd——即为工作点处的交流电阻,rd=UT/ID。 注意:小信号模型只能表示交流电压与电流之间的关系,不能反映总的电压与电流的关系。 1.4.2 二极管的应用电路 二极管在低频电路和脉冲电路中常用于整流、限幅、钳位、稳压等波形变换和处理电路,在高频电路中常用于检波、调幅、混频等频率变换电路. 1、整流电路

2、二极管限幅电路 二极管的导通压降为UD=0.7V, (1)|ui|< UD时, D1、D2 都截止,视为开路,输出为uo=ui。 (2)ui> UD时,D1截止,D2导通,输出为uo = 0.7V 。 (3)ui<-UD时,D2截止,D1导通,输出为uo = -0.7V 。 输出电压被限幅在±0.7V之间,是一个双向限幅电路。由于二极管在限幅时并非理想的恒压源,在限幅期间电压仍会有变化,所以二极管限幅为“软限幅”。限幅电路常用作波形变换和保护电路。 3、二极管钳位电路 钳位:把交流信号的顶部或底部固定在某个电位值上。 二极管钳位电路是改变信号直流成分的电路。

(1)ui负半周,二极管导通,uo=uD =0V,导通电阻RD很小, C被充电到ui的峰值。 (2)ui正半周,二极管反偏截止,C无法放电,输出电压为uo=ui+uC=5V。(3)下一个负半周,二极管上的电压为0,二极管截止,输出电压为uO=0V。此后,二极管保持截止状态,电容无法放电,相当于恒压源,输出电压为:uo=ui +2.5V,uo的底部被钳位于0V。

二极管的整流比,整流效率,截止频率

二极管主要有p-n结二极管和Schottky二极管两大类,它们的重要特点就是具有单向导电性。二极管的应用很广泛,它能够把交流信号转变为各种特殊波形的信号,例如可用于整流(半波整流、全波整流)、限幅、钳位、检波(解调)等。 二极管的单向导电性就体现在正向电阻很小、反向电阻很大这一特性上。从应用的角度来看,与二极管单向导电性直接有关的基本性能参量是整流比和整流效率(要受到击穿电压的限制)。而二极管在交流工作时的单向导电性,还与工作频率有关。 (1)p-n结二极管的整流比: 二极管的整流比就是其反向电压下的电阻与正向电压下的电阻之比。整流比的大小是二极管单向导电性的直接表现,应该越大越好。 对p-n结二极管,在电压不是很低、并忽略串联电阻和复合中心产生电流的影响时,则根据指数式的伏安特性关系,可容易求出二极管的正向直流电阻RF、反向直流电阻RR、正向交流电阻rF、和反向交流电阻rR(小信号交流电阻就是伏安特性曲线上某点切线斜率的倒数),分别如下: 正向直流电阻 正向交流电阻 反向直流电阻 反向交流电阻 从而,二极管的直流整流比和交流整流比分别为:

直流整流比 交流整流比 式中的VF和IF分别是正向电压和正向电流,VR和IR分别是反向电压和反向电流,IS是反向饱和电流(忽略了复合中心的产生电流),m是理想因子 (m=1~2)。 可见:①适当提高正向电压VF和正向电流IF,可增大直流和交流的整流比; ②提高反向电压VR,也将有利于增大直流和交流的整流比;③降低反向饱和电 流IS,将有利于增大交流整流比。 【注】这里的“交流”,是指低频小信号情况。在高频小信号情况下,因为p-n结电容的影响,将使反向交流电阻(阻抗)变小,单向导电性变差,并导致二极管的整流比下降。所以,高频工作的二极管的电容应该越小越好。 (2)p-n结二极管的整流效率: 二极管的整流效率也称为检波效率,要求越高越好。 对于二极管整流或检波回路,当输入正弦波电压时,即可输出直流电压, 则二极管的整流效率h就定义为: 二极管整流效率的测量:可以采用图1所示的电路来进行测量,其中二极管的输入交流电压峰值为Vsig,输出的回路是并联的电阻RL和电容CL;若输出直流电压为Vo,则可以按照下式来求出整流效率:

复习二极管模型总结指数二极管

6.012微电子器件和电路 第8讲——双极型晶体管基础——大纲 z通告: 下发资料—讲义的大纲和摘要;考试:十月八日,下午7:30-9:30 p-n二极管,PS#4 z复习/二极管模型总结 指数二极管: i D(v AB) = I S (e qvAB/kT-1) I S=A q n i2[(D h/N Dn w n*) + (D e/N Ap w p*)] 短对长基二极管:有效的二极管的长度。 观察:饱和电流,I S,随着掺杂水平的升高而下降。 扩散电荷储存;扩散电容: 准中性区过剩载流子与电荷储存 全部的电荷与电压和电流;增量电容 z双极型晶体管工作原理和建模 双极晶体管的结构 1.肉眼观察载流子的流量 2.控制功能 3.设计目的 工作在放大区, p-n 结偏置电压:过剩的少数载流子(扩散电荷)存储

过剩的少数载荷子存储;扩散电容; 以一个掺杂不均匀的p-n二极管为例 在n区储存的电荷(空穴和电子) 扩散电荷储存,n区 请注意储存的正电荷(过量的空穴)和储存的负电荷(过量的电子)在空间上占用相同的体积。(在 x =x n和x = w n之间)! 储存的电荷取决与V AB(非线性)。就象我们在耗尽电荷储存情况下所做的一样,我们定义一个增量线性等效扩散电容,C df (V AB),因为: 扩散电容,内容:

写出扩散电容,I D: 与C dfF比较我们发现: 注意器件的横截面积,A,没有明确地出现在最后的表达式中。仅仅是总电流! 比较电荷储存和小信号线性等效电容:

平行板电容器 损尽层电荷储存 QNR区域扩散电荷储存 注意:前面的偏压即V AB>>KT/q处有效。 双极晶体管:工作原理和模型

二极管的各种模型

二极管的各种模型 你已经知道二极管是一种具有PN结的元件。在这一节,你将会学到二极管的电子符号,也能够在进行线路分析时,按照三种不同复杂度,分别采用合适的二极管替代模型。同时,本节也会介绍二极管的封装和辨识二极管的引脚的方法。 在学习完本节的内容后,你应该能够:参与讨论二极管的工作原理,并说出三种二极管的模型;识别二极管的符号,并能确认二极管的引脚;识别二极昝的不同外形结构;解释二极管的理想、实际和完整模型。 1.二极管的结构和符号 如你所知,二极管是单PN结的元件,在P型区和N型区两边分别接上金属接点和导线,如图1.31(a)所示。二极管的一半是N型半导体,而另一半是P型半导体。 目前有多种类型的二极管,本章所介绍的一般二极管或整流二极管的图标符号,则显示在图1.31(b)。N型区称为阴极( cathode),而P型区则称为阳极(anode)。符号中的箭头所指的方向,就是传统的电流方向(与电子流的方向相反)。 (1)正向偏压下的接线方式 如果电压源是按照图1. 32(a)的方式和二极管互相连接,则称此二极管受到正向偏压的作用。电压源的正极经过一个

限流电阻,再连接到二极管的阳极。电压源的负极则接到二极管的阴极。正向电流(IF)则如图所示,从二极管的阳极流向阴极。正向电压降(VF)则是因为门槛电压的存在,使得二极管的阳极成为正极,而二极管的阴极成为负极。 (2)反向偏压下的接线方式 如果电压源是按照图1. 32(b)的方式和二极管互相连接,则称此二极管受到反向偏压的作用。咆压源的负极经过线路接到二极管的阳极。电压源的正极则接到二极管的阴极。反向偏压通常不需要限流电阻,但为了线路的一致性,仍在图中绘出。反向电流可予以忽略。要注意的是整个线路的偏压(VBIAS)都消耗在二极管。 2.理想的二极管模型 理想的二极管模型(the ideal diode model)可视为一个简 单的开关。对二极管施加正向偏压时,二极管就像是一个闭合的开关(on),如图1.33(a)所示。对二极管施加反向偏压时,二极管就像是一个断路的开关(off),如图1.33(b)所示。至于门槛电压、正向动态阻抗和反向电流都予以忽略。 在图1.33(c)中,绘出了理想二极管的电压一电流特性曲线图。既然门槛电压和正向动态阻抗都予以忽略,因此在正向偏压下,可以假设二极管不会造成电压降,就如同位于垂直轴上的部分特性曲线所显示的含义一样。 VF=OV