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开关二极管的原理特性与种类
发布时间:2017-08-22    阅览次数:1744 次  
     开关二极管

    开关二极管是半导体二极管的一种,是为在电路上进行"开"、"关"而特殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短,常见的有2AK、2DK等系列,主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。
 
    工作原理
 
    半导体二极管导通时相当于开关闭合(电路接通),截止时相当于开关打开(电路切断),所以二极管可作开关用,常用型号为1N4148。由于半导体二极管具有单向导电的特性,在正偏压下PN结导通,在导通状态下的电阻很小,约为几十至几百欧;在反向偏压下,则呈截止状态,其电阻很大,一般硅二极管在10ΜΩ以上,锗管也有几十千欧至几百千欧。利用这一特性,二极管将在电路中起到控制电流接通或关断的作用,成为一个理想的电子开关。
 
    以上的描述,其实适用于任何一支普通的二极管,或者说是二极管本身的原理。但针对于开关二极管,最重要的特点是高频条件下的表现。
 
    高频条件下,二极管的势垒电容表现出来极低的阻抗,并且与二极管并联。当这个势垒电容本身容值达到一定程度时,就会严重影响二极管的开关性能。极端条件下会把二极管短路,高频电流不再通过二极管,而是直接绕路势垒电容通过,二极管就失效了。而开关二极管的势垒电容一般极小,这就相当于堵住了势垒电容这条路,达到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。
 
    工作特性
 
    开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从导通到截止的时间叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间,故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的,像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒,即使是锗开关二极管,也不过几百纳秒。
 
    开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点,广泛应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。
 
    种类
 
    开关二极管分为普通开关二极管、高速开关二极管、超高速开关二极管、低功耗开关二极管、高反压开关二极管、硅电压开关二极管等多种。
 
    普通开关二极管
 
    常用的国产普通开关二极管有2AK系列锗开关二极管,表4-8为2AK系开关二极管的主要参数。
 
    高速开关二极管
 
    高速开关二极管较普通开关二极管的反向恢复时间更短,开、关频率更快。
 
    常用的国产高速开关二极管有2CK系列。
 
    进口高速开关二极管有1N系列、1S系列、1SS系列(有引线塑封)和RLS系列(表面安装)。
 
    超高速开关二极管
 
    常用的超高速二极管有1SS系列(有引线塑封)和RLS系列(表面封装)。
 
    低功耗开关二极管
 
    低功耗开关二极管的功耗较低,但其零偏压电容和反向恢复时间值均较高速开关二极管低。
 
    常用的低功耗开关二极管有RLS系列(表面封装)和1SS系列(有引线塑封)。
 
    高反压开关二极管
 
    高反压开关二极管的反向击穿电压均在220V以上,但其零偏压电容和反向恢复时间值相对较大。
 
    常用的高反压开关二极管有RLS系列(表面封装)和1SS系列(有引线塑封)。
 
    硅电压开关二极管
 
    硅电压开关二极管是一种新型半导体器件,有单向电压开关二极管和双向电压开关二极管之分,主要应用于触发器、过压保护电路、脉冲发生器及高压输出、延时、电子开关等电路。
 
    单向电压开关二极管也称转折二极管,邮PnPN四层结构的硅半导体材料组成,其正向为负阻开关特性(指当外加电压升高到正向转折电压值时,开关二极管由截止状态变为导通状态,即由高阻转为低阻),反向为稳定特性。双向电压二极管由NPnPN五层结构的硅半导体材料组成,其正向和反向均具有相同的负阻开关特性。

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