稳压二极管(齐纳二极管),稳压二极管是什么意思
这是利用了PN接合的反向特性的二极管。用于基准电压源和浪涌电压的吸收。
结构、动作
如果将PN接合二极管的反向电压逐渐提升的话,PN接合部的电场会升高,某个电压点会产生较大的电流。齐纳二极管(也叫稳压二极管)正是积极利用了这种电压电流特性。这种电流开始急剧流动的现象就是由齐纳击穿,或者雪崩击穿引起的。齐纳击穿是由隧道效应引起的,由于强大的电场将束缚电子拉离了接合,成为自由电子,并形成了电流,因此该电压会保持负的温度系数。而所谓雪崩击穿,是空乏层的电场中被加速的电子、或者空穴的高能量赋予了束缚电子以能量,而成为自由电子的现象,这种新的电子也被加速,并让其他束缚电子成为自由电子的现象重复的结果,就是形成了较大的电流,该电压会保持正的温度系数。大约6V以下主要是齐纳击穿,而6V以上则主要是由雪崩击穿引起的。因此,大约在5V时温度系数为零。
齐纳(稳压)二极管的图形记号、结构
齐纳(稳压)二极管的特性
用 途
齐纳二极管用于串联稳压器的在准电压源或汽车的电源线、电话线的浪涌电压(异常高压脉冲电压)的吸收,或者连接在计算机等的连接器上,来保护连接连接器时产生的ESD(静电压破坏)等。
高频二极管
高频波用的二极管也分成如下各种类型
1)变容二极管;
2)PIN二极管;
3)穿透二极管;
4)雪崩二极管;
5)甘恩二极管;
6)阶跃恢复二极管。
(1)变容二极管
给二极管外加反向电压时产生的空乏区域,其电荷以空间性分离,因此其发挥如同电容器的作用。当外加在二极管上的电压(反向)增加的话,则空乏层的宽度随之扩大,正如电容器的2片电极之间的间隔变宽那样,因此二极管的容量不断变小。利用这种特性,用于调谐器等同步电路、调谐电路等。
变容二极管的图形记号、结构图
(2 )PIN二极管
PN接合之间夹着本征半导体(I型),外加正向电压的话,P型半导体和N型半导体会向本征半导体注入很多空穴、以及相同密度度的电子,从而降低比电阻。这种现象叫“导电调制效果”。PIN二极管正向流通直流电流的话,在导电调制效果下会显示出较低的电阻值,但外加反向直流电压的话,I层的空乏层会扩大,结果会显示出非常小的电容值。利用这种特性,可作为高频带的开关与共振电路的频段开关和减衰器。
PIN二极管的正向
PIN二极管的反向
(3)穿透(江崎)二极管
在添加高浓度杂质的P型、N型区域外加低电压时所形成的狭小空乏层,载子以穿透现象流通。该现象在正向电流流通前的低电压时产生,因此一部分显示负的斜率特性,而该二极管即使用这种特性。
穿透二极管的特性曲线
(4)雪崩二极管
将反向电压加在PN接合面,如果超出雪崩电压,则会发生载子的累增雪崩现象。如果将共振器的频率调谐在载子的累增雪崩所穿透的I区域的长度所规定的到达时间上,那么3-300GHZ之间可以产生大输出的振荡器或放大器。
雪崩二极管的模式图
(5)甘恩(Gunn)二极管
以N型砷化镓(GaAs)的结晶构成。虽然由于电压可使电子的速度增加,但在某个临界值,电子的运动能量会被结晶格子所吸收,而使速度降低。而且外加大于临界值的电压时,在负电极附近会发生高电场区域,并在结晶中移动。由于这种高电场区域的产生、移动、消灭都是以周期性进行,因此用于5-50GHZ的微波振荡器等。
甘恩(Gunn)二极管的模式图
(6)阶跃恢复二极管
将PN接合上的电压从正向切换到反向的话,电荷会聚积起来并被释放出去,但这个过程含有很多的高次谐波,因此很容易得到高输出微波。
阶跃恢复二极管的模式图
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