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    開關二極管的原理特性與種類
    發布時間:2017-08-22    閱覽次數:1975 次  
         開關二極管

        開關二極管是半導體二極管的一種,是為在電路上進行"開"、"關"而特殊設計制造的一類二極管。它由導通變為截止或由截止變為導通所需的時間比一般二極管短,常見的有2AK、2DK等系列,主要用于電子計算機、脈沖和開關電路中。
     
        工作原理
     
        半導體二極管導通時相當于開關閉合(電路接通),截止時相當于開關打開(電路切斷),所以二極管可作開關用,常用型號為1N4148。由于半導體二極管具有單向導電的特性,在正偏壓下PN結導通,在導通狀態下的電阻很小,約為幾十至幾百歐;在反向偏壓下,則呈截止狀態,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斷的作用,成為一個理想的電子開關。
     
        以上的描述,其實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。但針對于開關二極管,最重要的特點是高頻條件下的表現。
     
        高頻條件下,二極管的勢壘電容表現出來極低的阻抗,并且與二極管并聯。當這個勢壘電容本身容值達到一定程度時,就會嚴重影響二極管的開關性能。極端條件下會把二極管短路,高頻電流不再通過二極管,而是直接繞路勢壘電容通過,二極管就失效了。而開關二極管的勢壘電容一般極小,這就相當于堵住了勢壘電容這條路,達到了在高頻條件下還可以保持好的單向導電性的效果。
     
        工作特性
     
        開關二極管從截止(高阻狀態)到導通(低阻狀態)的時間叫開通時間;從導通到截止的時間叫反向恢復時間;兩個時間之和稱為開關時間。一般反向恢復時間大于開通時間,故在開關二極管的使用參數上只給出反向恢復時間。開關二極管的開關速度是相當快的,像硅開關二極管的反向恢復時間只有幾納秒,即使是鍺開關二極管,也不過幾百納秒。
     
        開關二極管具有開關速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點,廣泛應用于電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。
     
        種類
     
        開關二極管分為普通開關二極管、高速開關二極管、超高速開關二極管、低功耗開關二極管、高反壓開關二極管、硅電壓開關二極管等多種。
     
        普通開關二極管
     
        常用的國產普通開關二極管有2AK系列鍺開關二極管,表4-8為2AK系開關二極管的主要參數。
     
        高速開關二極管
     
        高速開關二極管較普通開關二極管的反向恢復時間更短,開、關頻率更快。
     
        常用的國產高速開關二極管有2CK系列。
     
        進口高速開關二極管有1N系列、1S系列、1SS系列(有引線塑封)和RLS系列(表面安裝)。
     
        超高速開關二極管
     
        常用的超高速二極管有1SS系列(有引線塑封)和RLS系列(表面封裝)。
     
        低功耗開關二極管
     
        低功耗開關二極管的功耗較低,但其零偏壓電容和反向恢復時間值均較高速開關二極管低。
     
        常用的低功耗開關二極管有RLS系列(表面封裝)和1SS系列(有引線塑封)。
     
        高反壓開關二極管
     
        高反壓開關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時間值相對較大。
     
        常用的高反壓開關二極管有RLS系列(表面封裝)和1SS系列(有引線塑封)。
     
        硅電壓開關二極管
     
        硅電壓開關二極管是一種新型半導體器件,有單向電壓開關二極管和雙向電壓開關二極管之分,主要應用于觸發器、過壓保護電路、脈沖發生器及高壓輸出、延時、電子開關等電路。
     
        單向電壓開關二極管也稱轉折二極管,郵PnPN四層結構的硅半導體材料組成,其正向為負阻開關特性(指當外加電壓升高到正向轉折電壓值時,開關二極管由截止狀態變為導通狀態,即由高阻轉為低阻),反向為穩定特性。雙向電壓二極管由NPnPN五層結構的硅半導體材料組成,其正向和反向均具有相同的負阻開關特性。

    沈君梅

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