二極管簡介

1、三、根據(jù)特性分類點接觸型二極管，按正向和反向特性分類如下。一般用點接觸型二極管這種二極管正如標題所說的那樣，通常被使用于檢波和整流電路中，是正向和反向特性既不特別好，也不特別壞的中間產(chǎn)品。如：SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類。高反向耐壓點接觸型二極管是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號的二極管一般正向特性不太好或一般。在點接觸型鍺二極管中，有SD38、1N38A、OA81等等。

2、這種鍺材料二極管，其耐壓受到限制。要求更高時有硅合金和擴散型。高反向電阻點接觸型二極管正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高，但反向電流小，因此其特長是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負荷電阻的電路中，就鍺材料高反向電阻型二極管而言，SD54、1N54A等等屬于這類二極管。高傳導點接觸型二極管它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差，但使正向電阻變得足夠小。對高傳導點接觸型二極管而言，有SD56、1N56A

3、等等。對高傳導鍵型二極管而言，能夠得到更優(yōu)良的特性。這類二極管，在負荷電阻特別低的情況下，整流效率較高。肖特基二極管SBD肖特基勢壘二極管SBD（SchottkyBarrierDiode，簡稱肖特基二極管）是近年來間世的低功耗、大電流、超高速半導體器件。其反向恢復時間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達到幾千安培。這些優(yōu)良特性是快恢復二極管所無法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。1結(jié)構原

4、理肖特基二極管是貴金屬（金、銀、鋁、鉑等）A為正極，以N型半導體B為負極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的多屬半導體器件。因為N型半導體中存在著大量的電子，貴金屬中僅有極少量的自由電子，所以電子便從濃度高的B中向濃度低的A中擴散。顯然，金屬A中沒有空穴，也就不存在空穴自A向B的擴散運動。隨著電子不斷從B擴散到A，B表面電子濃度表面逐漸降輕工業(yè)部，表面電中性被破壞，于是就形成勢壘，其電場方向為B→A。但在該電場作用之下，A中

5、的電子也會產(chǎn)生從A→B的漂移運動，從而消弱了由于擴散運動而形成的電場。當建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后，電場引起的電子漂移運動和濃度不同引起的電子擴散運動達到相對的平衡，便形成了肖特基勢壘。典型的肖特基整流管的內(nèi)部電路結(jié)構如圖1所示。它是以N型半導體為基片，在上面形成用砷作摻雜劑的N外延層。陽極（阻檔層）金屬材料是鉬。二氧化硅（SiO2）用來消除邊緣區(qū)域的電場，提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態(tài)電阻，其摻雜濃度較H層要高100%倍。

6、在基片下邊形成N陰極層，其作用是減小陰極的接觸電阻。通過調(diào)整結(jié)構參數(shù)，可在基片與陽極金屬之間形成合適的肖特基勢壘，當加上正偏壓E時，金屬A和N型基片B分別接電源的正、負極，此時勢壘寬度Wo變窄。加負偏壓E時，勢壘寬度就增加，見圖2。綜上所述，肖特基整流管的結(jié)構原理與PN結(jié)整流管有很大的區(qū)別通常將PN結(jié)整流管稱作結(jié)整流管，而把金屬半導管整流管叫作肖特基整流管，近年來，采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問世，這不僅可節(jié)省貴金屬，大幅度

7、降低成本，還改善了參數(shù)的一致性。肖特基整流管僅用一種載流子（電子）輸送電荷，在勢壘外側(cè)無過剩少數(shù)載流子的積累，因此，不存在電荷儲存問題（Qrr→0），使開關特性獲得時顯改善。其反向恢復時間已能縮短到10ns以內(nèi)。但它的反向耐壓值較低，一般不超過去時100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點，能提高低壓、大電流整流（或續(xù)流）電路的效率。2性能比較表1列出了肖特基二極管現(xiàn)超快恢復二極管、快恢復二極管、硅高頻整流二極管、硅

8、高速開關二極管的性能比較。由表可見，硅高速開關二極管的trr雖極低，但平均整流電流很小，不能作大電流整流用。3檢測方法TVS在電路中和穩(wěn)壓管一樣，是反向使用的，圖2所示為單向TVS的工作曲線圖。各參數(shù)說明如下：A.擊穿電壓（VBR）：TVS在此時阻抗驟然降低，處于雪崩擊穿狀態(tài)。B.測試電流（IT）：TVS的擊穿電壓VBR在此電流下測量而得。一般情況下IT?。盡A。C.反向變位電壓（VRWM）：TVS的最大額定直流工作電壓當TVS兩端電壓

9、繼續(xù)上升，TVS將處于高阻狀態(tài)。此參數(shù)也可被認為是所保護電路的工作電壓。D.最大反向漏電流（IR）：在工作電壓下測得的流過TVS的最大電流。E.最大峰值脈沖電流（IPP）：TVS允許流過的最大浪涌電流，它反映了TVS的浪涌抑制能力。F.最大箝位電壓（VC）：當TVS管承受瞬態(tài)高能量沖擊時，管子中流過大電流，峰值為IPP，端電壓由VRWM值上升到VC值就不再上升了，從而實現(xiàn)了保護作用。浪涌過后，隨時間IPP以指數(shù)形式衰減，當衰減到一定值后

10、，TVS兩端電壓由VC開始下降恢復原來狀態(tài)。最大箝位電壓VC與擊穿電壓VBR之比稱箝位因子Cf，表示為Cf=VCVBR，一般箝位因子僅為1.2～1.4。G.峰值脈沖功率(PP)：PP按峰值脈沖功率的不同TVS分為四種，有500Ｗ、600Ｗ、1500Ｗ和5000Ｗ。最大峰值脈沖功率：最大峰值脈沖功率為：PN=VCIPP。顯然，最大峰值脈沖功率愈大TVS所能承受的峰值脈沖電流IPP愈大；另一方面，額定峰值脈沖功率PP確定以后，所TVS能承受

11、的峰值脈沖電流IPP，隨著最大箝位電壓VC的降低而增加。TVS最大允許脈沖功率除了和峰值脈沖電流和箝位電壓有關外，還和脈沖波形、脈沖持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關。對于幾種不同的脈沖波形PN=KVCIPP其中K為功率因數(shù)，圖3給出了幾種典型脈沖波形的K值。圖4所示為最大允許脈沖功率和脈沖時間的關系曲線。圖中描繪了500W和1.5KW系列TVS的最大允許脈沖功率隨脈沖持續(xù)時間增加的降額曲線典型的脈沖時間為1ms。500W和1.5KW即為脈沖持續(xù)時

12、間為1ms時的最大允許脈沖功率。圖5所示為最大允許脈沖功率隨環(huán)境溫度增高的降額曲線，曲線表明，環(huán)境溫度超過25℃最大允許脈沖功率呈線性下降：在150℃時，脈沖功率為零。TVS所能承受的瞬時脈沖峰值可達數(shù)百安培，其箝位響應時間僅為11012秒；TVS所允許的正向浪涌電流在25℃1120秒的條件下也可達50200安培。一般地說TVS所能承受的瞬時脈沖是不重復的脈沖。而實際應用中，電路里可能出現(xiàn)重復性脈沖。TVS器件規(guī)定脈沖重復率比(脈沖持續(xù)

13、時間和間歇時間之比)為0.01%。如不符合這一條件，脈沖功率的積累有可能使TVS燒毀。電路設計人員應注意這一點。TVS的工作是可靠的，即使長期承受不重復性大脈沖的高能量的沖擊，也不會出現(xiàn)“老化“問題。試驗證明，TVS安全工作于10000次脈沖后其最大允許脈沖功率仍為原值的80％以上。TVS的分類TVS管按功率分類，可分為500W、600W、1500W及5000W。也可按極性分類。按極性分為單極性及雙極性兩種。雙極性尾標中綴以C。按TVS

14、管VBR的值對標稱值的離散程度可以把TVS分為兩類，即離散程度為5%和10%的，離散程度為5%的型號中尾標綴以A，如SA5.0CA。TVS的應用TVS主要用于對電路元件進行快速過電壓保護。它能“吸收“功率高達數(shù)千瓦的浪涌信號。TVS具有體積小、功率大、響應快、無噪聲、價格低等諸多優(yōu)點它的應用十分廣泛，如:家用電器；電子儀器；儀表；精密設備；計算機系統(tǒng)；通訊設備RS232、485及CAN等通訊端口；ISDN的保護；IO端口；IC電路保護；

15、音、視頻輸入；交、直流電源；電機、繼電器噪聲的抑制等各個領域。它可以有效地對雷電、負載開關等人為操作錯誤引起的過電壓沖擊起保護作用，下面是幾個TVS在電路應用中的典型例子。TVS用于交流電路：見圖６，這是一個雙向TVS在交流電路中的應用可以保護整流橋及負載中所有的元器件。圖7所示為用單向TVS并聯(lián)于整流管旁側(cè)以保護整流管不被瞬時脈沖擊穿。圖8中TVS1是一只雙向TVS管，它正負兩個方向均可“吸收“瞬時大脈沖把電路電壓箝制到預定水平。這類

16、雙向TVS用于交流電路是極方便的。它可以保護變壓器以后的所有電路元件。由于加上TVS1電路保險絲容量要加大。TVS2也是一只雙向TVS管，它可以對橋式整流器及以后的電路元件實行過電壓保護。它的Vb值及VC值應與變壓器副邊輸出電壓相適應。TVS3是一只單向TVS管，因為加在它上面的電壓是已整流后的流電直壓TVS3只保護負載不受過電壓沖擊，電路中可以根據(jù)需要使用三個TVS管中的一只或幾只。TVS和其它浪涌保護元件的比較現(xiàn)在國內(nèi)不少需要進行浪