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發(fā)布時(shí)間:2022-11-17作者來源:薩科微瀏覽:2564
什么是開關(guān)二極管,顧名思義,也就是為在電路上進(jìn)行"開"、"關(guān)"而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。是半導(dǎo)體二極管的一種此二極管具有正向施加電壓時(shí)電流通過 (ON),反向施加電壓時(shí)電流停止 (OFF) 的性能。反向恢復(fù)時(shí)間 (trr) 短,與其他二極管相比,開關(guān)特性優(yōu)異。
工作特性
開關(guān)二極管從截止(高阻狀態(tài))到導(dǎo)通(低阻狀態(tài))的時(shí)間叫開通時(shí)間;從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫反向恢復(fù)時(shí)間;兩個(gè)時(shí)間之和稱為開關(guān)時(shí)間。一般反向恢復(fù)時(shí)間大于開通時(shí)間,故在開關(guān)二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復(fù)時(shí)間。開關(guān)二極管的開關(guān)速度是相當(dāng)快的,像硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒,即使是鍺開關(guān)二極管,也不過幾百納秒。 開關(guān)二極管具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。
工作原理
半導(dǎo)體二極管導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開關(guān)閉合(電路接通),截止時(shí)相當(dāng)于開關(guān)打開(電路切斷),所以二極管可作開關(guān)用,常用型號(hào)為1N4148。由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕谡珘合翽N結(jié)導(dǎo)通,在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻很小,約為幾十至幾百歐;在反向偏壓下,則呈截止?fàn)顟B(tài),其電阻很大,一般硅二極管在10ΜΩ以上,鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性,二極管將在電路中起到控制電流接通或關(guān)斷的作用,成為一個(gè)理想的電子開關(guān)。 以上的描述,其實(shí)適用于任何一支普通的二極管,或者說是二極管本身的原理。但針對(duì)于開關(guān)二極管,最重要的特點(diǎn)是高頻條件下的表現(xiàn)。 高頻條件下,二極管的勢(shì)壘電容表現(xiàn)出來極低的阻抗,并且與二極管并聯(lián)。當(dāng)這個(gè)勢(shì)壘電容本身容值達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)嚴(yán)重影響二極管的開關(guān)性能。[敏感詞]條件下會(huì)把二極管短路,高頻電流不再通過二極管,而是直接繞路勢(shì)壘電容通過,二極管就失效了。而開關(guān)二極管的勢(shì)壘電容一般極小,這就相當(dāng)于堵住了勢(shì)壘電容這條路,達(dá)到了在高頻條件下還可以保持好的單向?qū)щ娦缘男Ч?br/>
反向恢復(fù)時(shí)間 (trr) 是指開關(guān)二極管從導(dǎo)通狀態(tài)到完全關(guān)閉狀態(tài)所經(jīng)過的時(shí)間。一般關(guān)斷后電子不能瞬間停止,有一定量的反向電流流過。其漏電流越大損耗也越大。還正在開發(fā)優(yōu)化材料或擴(kuò)散重金屬從而縮短trr,抑制反沖后振蕩(振鈴)的FRD (Fast Recovery Diode) 等產(chǎn)品。
種類
開關(guān)二極管分為普通開關(guān)二極管、高速開關(guān)二極管、超高速開關(guān)二極管、低功耗開關(guān)二極管、高反壓開關(guān)二極管、硅電壓開關(guān)二極管等多種。 普通開關(guān)二極管 常用的國(guó)產(chǎn)普通開關(guān)二極管有2AK系列鍺開關(guān)二極管,表4-8為2AK系開關(guān)二極管的主要參數(shù)。 高速開關(guān)二極管 高速開關(guān)二極管較普通開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間更短,開、關(guān)頻率更快。 常用的國(guó)產(chǎn)高速開關(guān)二極管有2CK系列。 進(jìn)口高速開關(guān)二極管有1N系列、1S系列、1SS系列(有引線塑封)和RLS系列(表面安裝)。 超高速開關(guān)二極管 常用的超高速開關(guān)二極管有1SS系列(有引線塑封)和RLS系列(表面封裝)。 低功耗開關(guān)二極管 低功耗開關(guān)二極管的功耗較低,但其零偏壓電容和反向恢復(fù)時(shí)間值均較高速開關(guān)二極管低。 常用的低功耗開關(guān)二極管有RLS系列(表面封裝)和1SS系列(有引線塑封)。 高反壓開關(guān)二極管 高反壓開關(guān)二極管的反向擊穿電壓均在220V以上,但其零偏壓電容和反向恢復(fù)時(shí)間值相對(duì)較大。 常用的高反壓開關(guān)二極管有RLS系列(表面封裝)和1SS系列(有引線塑封) 。 硅電壓開關(guān)二極管 硅電壓開關(guān)二極管是一種新型半導(dǎo)體器件,有單向電壓開關(guān)二極管和雙向電壓開關(guān)二極管之分,主要應(yīng)用于觸發(fā)器、過壓保護(hù)電路、脈沖發(fā)生器及高壓輸出、延時(shí)、電子開關(guān)等電路。 單向電壓開關(guān)二極管也稱轉(zhuǎn)折二極管,郵PnPN四層結(jié)構(gòu)的硅半導(dǎo)體材料組成,其正向?yàn)樨?fù)阻開關(guān)特性(指當(dāng)外加電壓升高到正向轉(zhuǎn)折電壓值時(shí),開關(guān)二極管由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),即由高阻轉(zhuǎn)為低阻),反向?yàn)榉€(wěn)定特性。雙向電壓二極管由NPnPN五層結(jié)構(gòu)的硅半導(dǎo)體材料組成,其正向和反向均具有相同的負(fù)阻開關(guān)特性。
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