《模擬電子技術(shù)0》課件第3講 其他類型二極管

1.5其他類型二極管前面主要討論了普通二極管，另外還有一些特殊用途的二極管，如穩(wěn)壓二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管、光敏二極管和變?nèi)荻O管等，1.5.1穩(wěn)壓二極管1）穩(wěn)定電壓指穩(wěn)壓二極管在反向擊穿導(dǎo)通，并且流過(guò)規(guī)定測(cè)試電流IZ

的情況下測(cè)得的反向擊穿電壓值。2）最大調(diào)整電流指在一定溫度條件下保持穩(wěn)壓管能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作情況下測(cè)得的穩(wěn)壓管所能承受反向?qū)娏鞯淖畲笾怠?）最大浪涌電流指穩(wěn)壓管可以承受的瞬時(shí)沖擊電流的最大值，通常該電流值遠(yuǎn)大于穩(wěn)壓管的最大調(diào)整電流值。4）最大耗散功率指穩(wěn)壓管能夠承受的最大功率，穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓狀態(tài)下的功率為管壓降與最大調(diào)整電流的乘積，最大耗散功率，即：1.穩(wěn)壓二極管及其參數(shù)5）動(dòng)態(tài)電阻指穩(wěn)壓管在反向擊穿導(dǎo)通的情況下，交流小信號(hào)引起的穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓的變化量與流過(guò)穩(wěn)壓管電流的變化量的比值，即6）電壓溫度系數(shù)使穩(wěn)壓管流過(guò)測(cè)試電流測(cè)量環(huán)境溫度每變化1oC引起的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值相對(duì)于穩(wěn)定電壓UZ的變化量與穩(wěn)定電壓之比的百分?jǐn)?shù)。即負(fù)溫系數(shù)：穩(wěn)定電壓小于4.5V的穩(wěn)壓管電壓溫度系數(shù)為負(fù)值，即溫度升高穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓減??；正溫系數(shù)：穩(wěn)定電壓大于5.5V的穩(wěn)壓管電壓溫度系數(shù)為正值，即溫度升高穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓會(huì)增加；穩(wěn)定電壓介于4.5~5.5V之間的穩(wěn)壓管其電壓溫度系數(shù)可能為正，也可能為負(fù)，與具體的溫度范圍有關(guān)。2.二極管穩(wěn)壓電路分析輸入信號(hào)輸出電壓圖1-32二極管穩(wěn)壓電路圖1-33交流等效電路交流輸出電壓由于因此當(dāng)負(fù)載本身發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)壓二極管也可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的基本穩(wěn)定。因此RL變化引起的輸出變化并不大。輸入的電壓的變化在輸出負(fù)載上引起的分量很小1）穩(wěn)壓原理分析1）穩(wěn)壓電路參數(shù)計(jì)算穩(wěn)壓二極管要取得較好的穩(wěn)壓效果，必須使穩(wěn)壓二極管上的電流保持在最小調(diào)整電流到最大調(diào)整電流范圍內(nèi)變化。穩(wěn)壓二極管電流為滿足則即考慮輸入信號(hào)和負(fù)載的變化，可得3設(shè)計(jì)舉例例1-1：如圖1-34所示，輸入電壓的范圍5~7.5V，負(fù)載電阻RL=180Ω，選用穩(wěn)壓二極管1N4729實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，已知1N4729的穩(wěn)定電壓為3.6V，調(diào)整電流的最大值為250mA，請(qǐng)選擇合適的調(diào)整電阻R。解：選取最小調(diào)整電流為負(fù)載電流的1/4，根據(jù)前述結(jié)論可得：解得選取R=47Ω的電阻，此時(shí)R上的最大電流為則調(diào)整電阻上的功率為安全起見(jiàn)選擇47?/1W的電阻。1.5.2肖特基二極管德國(guó)物理學(xué)家華特.肖特基（WalterHermannSchottky）發(fā)明并以其名命名這種類型的二極管以示紀(jì)念。PN結(jié)是P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體材料相結(jié)合的形成的，而肖特基二極管的PN結(jié)是由金屬與N型半導(dǎo)體材料相結(jié)合形成的。正向?qū)ǖ碾妷旱停绤^(qū)電壓小，正向?qū)〞r(shí)的管耗更??；結(jié)電容效應(yīng)小，開(kāi)關(guān)的速度高，更適合高速場(chǎng)合應(yīng)用；不足在于其反向耐壓值小，通常在100V左右。肖特基二極管特點(diǎn)：1.5.3發(fā)光二極管（Light-EmittingDiode,簡(jiǎn)稱LED）發(fā)光二極管是一種能把電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體器件。當(dāng)發(fā)光二極管正偏導(dǎo)通時(shí)，P型區(qū)的空穴和N型區(qū)的電子相互擴(kuò)散并進(jìn)行復(fù)合時(shí)會(huì)以光的形式向外釋放出能量；PN結(jié)的材料不同，摻雜的粒子濃度和種類不同發(fā)光的波長(zhǎng)也不同，既可以發(fā)出可見(jiàn)光，也可以發(fā)出不可見(jiàn)光。發(fā)光二極管正偏導(dǎo)通時(shí)的管壓降較高，通常根據(jù)材料及發(fā)光顏色不同管壓降從1.5V到3.0V左右。序號(hào)光譜波長(zhǎng)范圍（nm）發(fā)光半導(dǎo)體材料1紅外線740~1.0×109砷化鎵、鋁砷化鎵、磷化銦鎵2紅色625~740砷化鎵、鋁砷化鎵、磷化銦鎵3橙色590~625磷化鋁銦、鎵砷化鎵、磷化銦鎵4黃色565~590磷砷化鎵、磷化鎵5綠色500~565氮化鎵、銦氮化鎵、碳化硅6青色485~500氮化鎵7藍(lán)色440~485銦氮化鎵、碳化硅、硒化鋅8紫色380~440氮化鋁,氮化鋁鎵9紫外線100~440氮化鋁,氮化鋁鎵信號(hào)指示信息顯示信號(hào)傳輸照明元件發(fā)光管應(yīng)用1.5.4光敏二極管光敏二極管也稱光電二極管，是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。光敏二極管的PN結(jié)具有顯著的光敏特性。把光敏二極管完全不受光照射的情況下測(cè)得的反向飽和漏電流稱為暗電流，該電流很小，和普通的二極管反向飽和電流相當(dāng)。把在光照射情況下測(cè)得的電流稱為光電流，光照越強(qiáng)光電流越大，這實(shí)際上就是光敏二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的基本原理。不同種類的光敏二極管對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感，有些光敏二極管對(duì)可見(jiàn)光敏感，有些對(duì)不可見(jiàn)光敏感，例如家電遙控接收用光敏二極管就是對(duì)紅外光敏感的。用途：各種光電檢測(cè)及轉(zhuǎn)換電路。1.5.5變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是靠PN結(jié)的電容效應(yīng)工