二極管特性及作用,二極管的特性有哪些?
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盡管二極管是簡單的器件,但它們具有許多值得考慮的特性。這些特性通常根據(jù)應用而變化。應用包括整流器、信號線、晶體管關斷、續(xù)流(電感器和電機)等。當然,它還包括LED 和參考電壓等特殊功能。
正如三角形符號所示,二極管只能允許一個方向的電流流動,而阻止相反方向的電流和電壓。該理論基于半導體結和摻雜區(qū)域的取向。其中最基本的是PN結二極管。
圖1:基本二極管符號、元件、封裝圖和圖形。
二極管被偏置并通過較低的正向壓降“自動”傳輸電流。 ——PN 結型二極管的典型壓降為0.7V,肖特基二極管的典型壓降為0.3V。操作發(fā)生在第一象限,其中電壓和電流均為正,而在第四象限,電壓和由此產(chǎn)生的漏電流被阻止。大多數(shù)功耗計算都是基于這兩個工作點。然而,二極管的快速開關也會導致開關期間產(chǎn)生的電壓和電流形式的功率損耗。
圖2:開啟波形。
圖3:關斷波形
反向恢復也會產(chǎn)生功耗,這與SiC等新型半導體材料的技術發(fā)展有關。二極管由不同類型的半導體材料制成,包括GaN 和GaAs。它們具有更快的恢復時間、更高的阻斷電壓和更大的電流容量等優(yōu)點,以滿足不同的需求。
圖4:反向恢復時間比較
這些半導體根據(jù)能隙原理工作,因此它們的特性會因二極管產(chǎn)生的熱量而發(fā)生變化。功耗會產(chǎn)生熱量,因此功耗Ptotal=Pconduction + Pblocking + Pturnoff + Pturnon。幸運的是,關斷損耗在關斷時間內得到了平衡。否則,產(chǎn)生的電壓和電流量會顯著增加功耗。
關于二極管最后要考慮的一點是它們并不是萬能的。二極管具有能量脈沖額定值,在常規(guī)應用中會吸收單個或重復的能量。了解這些限制以及它們如何影響設備的性能可以為您省去很多麻煩。為了安全起見,最好使用并聯(lián)或串聯(lián)的二極管來稍微分散應力。與類似的設備不同,它的分布一般都非常好。








