平面型二管
平面型二管在脈沖數字電路中作開關管使用時PN結面積小,用于大功率整流時PN結面積較大
二管特性參數
用來表示二管的性能好壞和適用范圍的技術指標,稱為二管的參數。不同類型的二管有不同的特性參數。
伏安特性
二管具有單向導電性,二管的伏安特性曲線如圖所示
在二管加有正向電壓,當電壓值較小時,電流小;當電壓**過0.6V時,電流開始按指數規律,通常稱此為二管的開啟電壓;當電壓達到約0.7V時,二管處于完全導通狀態,通常稱此電壓為二管的導通電壓,用符號UD表示
對于鍺二管,開啟電壓為0.2V,導通電壓UD約為0.3V。在二管加有反向電壓,當電壓值較小時,電流小,其電流值為反向飽和電流IS。當反向電壓**過某個值時,電流開始急劇,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二管的反向擊穿電壓,用符號UBR表示。不同型號的二管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏
正向特性
外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結內電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區。這個不能使二管導通的正向電壓稱為死區電壓。
當正向電壓大于死區電壓以后,PN結內電場被克服,二管正向導通,電流隨電壓而迅速上升。在正常使用的電流范圍內,導通時二管的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二管的正向電壓。
當二管兩端的正向電壓**過一定數值 ,內電場很快被削弱,特性電流迅速增長,二管正向導通。 叫做門坎電壓或閾值電壓,硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V。硅二管的正向導通壓降約為0.6~0.8V,鍺二管的正向導通壓降約為0.2~0.3V。
反向特性
外加反向電壓不**過一定范圍時,通過二管的電流是少數載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小,二管處于截止狀態。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二管的反向飽和電流受溫度影響很大。
一般硅管的反向電流比鍺管小得多,小功率硅管的反向飽和電流在nA數量級,小功率鍺管在μA數量級。溫度升高時,半導體受熱激發,少數載流子數目增加,反向飽和電流也隨之增加。
擊穿特性
外加反向電壓**過某一數值時,反向電流會突然,這種現象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二管反向擊穿電壓。電擊穿時二管失去單向導電性。如果二管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向導電性不一定會被破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復,否則二管就損壞了。因而使用時應避免二管外加的反向電壓過高。
反向擊穿按機理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區內共價鍵結構,使價電子脫離共價鍵束縛,產生電子-空穴對,致使電流急劇,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區寬度較寬,不容易產生齊納擊穿。
另一種擊穿為雪崩擊穿。當反向電壓增加到較大數值時,外加電場使電子漂移速度加快,從而與共價鍵中的價電子相碰撞,把價電子撞出共價鍵,產生新的電子-空穴對。新產生的電子-空穴被電場加速后又撞出其它價電子,載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿,若對其電流不加限制,都可能造成PN結性損壞。
反向電流
反向電流是指二管在常溫(25℃)和高反向電壓作用下,流過二管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關系,大約溫度每升高10℃,反向電流一倍。例如2AP1型鍺二管,在25℃時反向電流若為250uA,溫度升高到35℃,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75℃時,它的反向電流已達8mA,不僅失去了單方向導電特性,還會使管子過熱而損壞。又如,2CP10型硅二管,25℃時反向電流僅為5uA,溫度升高到75℃時,反向電流也不過160uA。故硅二管比鍺二管在高溫下具有較好的穩定性。
動態電阻
二管特性曲線靜態工作點附近電壓的變化與相應電流的變化量之比。
電壓溫度系數
電壓溫度系數指溫度每升高一攝氏度時的穩定電壓的相對變化量。
高工作頻率
高工作頻率是二管工作的上限頻率。因二管與PN結一樣,其結電容由勢壘電容組成。所以高工作頻率的值主要取決于PN結結電容的大小。若是**過此值。則單向導電性將受影響。
大整流電流
大整流電流是指二管長期連續工作時,允許通過的大正向平均電流值,其值與PN結面積及外部散熱條件等有關。因為電流通過管子時會使管芯發熱,溫度上升,溫度**過容許限度(硅管為141℃左右,鍺管為90℃左右)時,就會使管芯過熱而損壞。所以在規定散熱條件下,二管使用中不要**過二管大整流電流值。
高反向工作電壓
加在二管兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向導電能力。為了保證使用安全,規定了高反向工作電壓值。
點接觸型二管
點接觸型二管的PN結接觸面積小,不能通過較大的正向電流和承受較高的反向電壓,但它的高頻性能好,適宜在高頻檢波電路和開關電路中使用
二管是用半導體材料(硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件 [1] 。它具有單向導電性能, 即給二管陽和陰加上正向電壓時,二管導通。 當給陽和陰加上反向電壓時,二管截止。 因此,二管的導通和截止,則相當于開關的接通與斷開
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