穩壓二極管(齊納二極管),穩壓二極管是什么意思
??? 這是利用了PN接合的反向特性的二極管。用于基準電壓源和浪涌電壓的吸收。
??? 結構、動作??
? 如果將PN接合二極管的反向電壓逐漸提升的話,PN接合部的電場會升高,某個電壓點會產生較大的電流。齊納二極管(也叫穩壓二極管)正是積極利用了這種電壓電流特性。這種電流開始急劇流動的現象就是由齊納擊穿,或者雪崩擊穿引起的。齊納擊穿是由隧道效應引起的,由于強大的電場將束縛電子拉離了接合,成為自由電子,并形成了電流,因此該電壓會保持負的溫度系數。而所謂雪崩擊穿,是空乏層的電場中被加速的電子、或者空穴的高能量賦予了束縛電子以能量,而成為自由電子的現象,這種新的電子也被加速,并讓其他束縛電子成為自由電子的現象重復的結果,就是形成了較大的電流,該電壓會保持正的溫度系數。大約6V以下主要是齊納擊穿,而6V以上則主要是由雪崩擊穿引起的。因此,大約在5V時溫度系數為零。
齊納(穩壓)二極管的圖形記號、結構
齊納(穩壓)二極管的特性
??? 用?? 途???
齊納二極管用于串聯穩壓器的在準電壓源或汽車的電源線、電話線的浪涌電壓(異常高壓脈沖電壓)的吸收,或者連接在計算機等的連接器上,來保護連接連接器時產生的ESD(靜電壓破壞)等。
??? 高頻二極管
??? 高頻波用的二極管也分成如下各種類型???
1)變容二極管;
2)PIN二極管;
3)穿透二極管;
4)雪崩二極管;
5)甘恩二極管;
6)階躍恢復二極管。
??? (1)變容二極管???
給二極管外加反向電壓時產生的空乏區域,其電荷以空間性分離,因此其發揮如同電容器的作用。當外加在二極管上的電壓(反向)增加的話,則空乏層的寬度隨之擴大,正如電容器的2片電極之間的間隔變寬那樣,因此二極管的容量不斷變小。利用這種特性,用于調諧器等同步電路、調諧電路等。
變容二極管的圖形記號、結構圖
???(2 )PIN二極管???
?PN接合之間夾著本征半導體(I型),外加正向電壓的話,P型半導體和N型半導體會向本征半導體注入很多空穴、以及相同密度度的電子,從而降低比電阻。這種現象叫“導電調制效果”。PIN二極管正向流通直流電流的話,在導電調制效果下會顯示出較低的電阻值,但外加反向直流電壓的話,I層的空乏層會擴大,結果會顯示出非常小的電容值。利用這種特性,可作為高頻帶的開關與共振電路的頻段開關和減衰器。
PIN二極管的正向
???
PIN二極管的反向
(3)穿透(江崎)二極管????
在添加高濃度雜質的P型、N型區域外加低電壓時所形成的狹小空乏層,載子以穿透現象流通。該現象在正向電流流通前的低電壓時產生,因此一部分顯示負的斜率特性,而該二極管即使用這種特性。
穿透二極管的特性曲線
??? (4)雪崩二極管???
將反向電壓加在PN接合面,如果超出雪崩電壓,則會發生載子的累增雪崩現象。如果將共振器的頻率調諧在載子的累增雪崩所穿透的I區域的長度所規定的到達時間上,那么3-300GHZ之間可以產生大輸出的振蕩器或放大器。
???
雪崩二極管的模式圖??
(5)甘恩(Gunn)二極管???
以N型砷化鎵(GaAs)的結晶構成。雖然由于電壓可使電子的速度增加,但在某個臨界值,電子的運動能量會被結晶格子所吸收,而使速度降低。而且外加大于臨界值的電壓時,在負電極附近會發生高電場區域,并在結晶中移動。由于這種高電場區域的產生、移動、消滅都是以周期性進行,因此用于5-50GHZ的微波振蕩器等。
甘恩(Gunn)二極管的模式圖
??? (6)階躍恢復二極管???
?將PN接合上的電壓從正向切換到反向的話,電荷會聚積起來并被釋放出去,但這個過程含有很多的高次諧波,因此很容易得到高輸出微波。
階躍恢復二極管的模式圖
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