半導體二極管
半導體二極管按其結構的不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類(lèi)。
點(diǎn)接觸型二極管是將一根很細的金屬觸絲(如三價(jià)元素鋁)和一塊半導體(如鍺)熔接后做出相應的電極引線(xiàn),再外加管殼密封而成。其結構圖如圖(a)所示。點(diǎn)接觸型二極管的極間電容很小,不能承受高的反向電壓和大的電流,往往用來(lái)作小電流整流、高頻檢波及開(kāi)關(guān)管。
面接觸型二極管的結構如圖(b)所示。這種二極管的PN結面積大,可承受較大的電流,但極間電容也大。這類(lèi)器件適用于整流,而不宜用于高頻電路中。
圖(c)為集成電路中的平面型二極管的結構圖,圖(d)為二極管的代表符號。
2.3.2 二極管的V—I特性
半導體二極管的V–I 特性如圖所示。下面對V–I 特性分三部分加以說(shuō)明。
二極管的V–I 特性曲線(xiàn)
1.正向特性
正向特性表現為圖中的①段。當正向電壓較小,正向電流幾乎為零。此工作區域稱(chēng)為死區。Vth稱(chēng)為門(mén)坎電壓或死區電壓(該電壓硅管約為0.5V,鍺管為0.1V)。當正向電壓大于Vth時(shí),內電場(chǎng)削弱,電流因而迅速增長(cháng),呈現出很小的正向電阻。
2.反向特性
反向特性表現為如圖中的②段。由于是少數載流形成的反向飽和電流,所以其數值很小。但溫度對它影響很大,當溫度升高時(shí),反向電流將隨之增加。
3.反向擊穿特性
反向擊穿特性對應于圖中③段,當反向電壓增加到一定值時(shí),反向電流急劇增加,二極管被反向擊穿。其原因和PN擊穿相同。
2.3.3 二極管的主要參數
器件的參數是對其特性的定量描述,也是我們正確使用和合理選擇器件的依據。半導體二極管主要參數有:
最大整流電流IF
指二極管長(cháng)期運行時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流,它是由PN結的結面積和外界散熱條件決定的。實(shí)際應用時(shí),二極管的平均電流不能超過(guò)此值,并要滿(mǎn)足散熱條件,否則會(huì )燒壞二極管。
最大反向工作電壓VR
指二極管的使用時(shí)所允許加的最大反向電壓,超過(guò)此值二極管就有發(fā)生反向擊穿的危險。通常取反向擊穿電壓的一半作為VR。
反向電流IR
指二極管未反向擊穿時(shí)的反向電流值。此值越小,二極管的單向導電性越好。此值與溫度有密切關(guān)系,在高溫運行時(shí)要特別注意。
最高工作頻率fM
主要由PN結的結電容大小決定,超過(guò)此值,二極管的單向導電性將不能很好地體現。
由于制造工藝的限制,即使是同一型號的管子,參數的分散性也很大,手冊上往往是給出參數的范圍。
二極管的類(lèi)型和參數可查閱廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品手冊。
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