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电容控制和扩散控制怎么画图 二极管势垒电容原理?

浏览量:1152 时间:2023-07-09 16:04:46 作者:采采

势垒电容

在空间电荷积累的势垒区,当PN结的外加电压发生变化时,势垒区积累的空间电荷发生变化,即耗尽层中的电荷量随外加电压增加或减少,这与电容器的充放电过程相同。相当于耗尽层宽度变化的电容称为势垒电容。

势垒电容是非线性的,与结面积、耗尽层宽度、半导体的介电常数和外加电压有关。

势垒电容是二极管两极间等效电容的组成部分之一,另一部分是扩散电容。

二极管的电容效应只有在交流信号的作用下才会表现出来。

无论是正向还是反向偏置,势垒电容都不可忽略。然而,在反向偏置时,由于少数载流子数量少,扩散电容可以忽略。

势垒电容是pn结电容的一种,是pn结空间电荷区(势垒区)的电容。由于势垒区有很强的电场,其中的载流子基本上被驱向外耗尽,所以势垒区可以近似为耗尽层,所以势垒电容也常被称为耗尽层电容。

势垒电容是与多数载流子的电荷变化相对应的电容效应,所以无论低频还是高频,势垒电容都会起到很大的作用(相反,扩散电容是与少数载流子的电荷变化相对应的电容效应,所以在高频没有作用)。

事实上,半导体器件的最高工作频率往往由势垒电容决定。

multisim中二极管的常用参数(1)最大平均整流电流if:指二极管长时间工作时允许的最大正向平均电流。电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意,通过二极管的平均电流不应大于此值,并应满足散热条件。

例如,1N4000系列二极管的中频为1A。

(2)最大反向工作电压VR:指二极管两端允许施加的最大反向电压。如果大于这个值,反向电流(IR)会急剧增加,二极管的单向导通性被破坏,从而引起反向击穿。

通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。

比如1N4001的VR是50V,1N4002-1n4006的VR分别是100V,200V,400V,600V,800V,1N4007的VR是1000V (3)最大反向电流IR:是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流,这个参数反映了二极管的单向导通性。

因此,电流值越小,二极管质量越好。

(4)击穿电压VB:指二极管反向伏安特性曲线锐弯点的电压值。反向软时,指给定反向漏电流条件下的电压值。

(5)最大工作频率fm:正常情况下二极管的最高工作频率。

主要是由于PN结的结电容和扩散电容决定了如果工作频率超过fm,二极管的单边导通性能就不能得到很好的体现。

比如1N4000系列二极管的fm是3kHz。另一种快恢复二极管用于整流频率较高的交流电,如开关电源。

(6)反向恢复时间trr:指在规定负载、正向电流和最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。

(7)零偏电容CO:指二极管两端电压为零时扩散电容和结电容的电容之和。值得注意的是,由于制造工艺的限制,即使是同类型的二极管,其参数也是非常离散的。手册中给出的参数通常在一个范围内。如果测试条件改变,相应的参数也会改变。例如,1N5200系列硅塑封整流二极管的IR在25°C时小于10uA,但在100°C时小于500uA..5损坏原因编辑(1)防雷、过压保护措施不力。

整流装置末端未安装防雷和过压保护装置。即使安装了防雷、过压保护装置,其工作也不可靠,因雷击或过压而损坏整流管。

(2)恶劣的操作条件。

对于间接驱动的发电机组,由于速比计算不正确或两皮带轮直径之比不符合速比要求,导致发电机长时间高速运行,整流管长时间高压工作,加速了整流管的老化,过早击穿损坏。

(3)经营管理不善。

值班人员不负责任,不了解外部负荷的变化(尤其是午夜至次日凌晨6点之间),或外界出现甩负荷故障时,运行人员未能及时进行相应的操作和处理,造成过电压和整流管击穿。

(4)设备安装或制造质量不达标。由于发电机组长期运行在较大的振动中,整流管也处于这种振动的外部干扰下;同时,由于发电机组的转速忽高忽低,整流管的工作电压也由高变低,大大加速了整流管的老化和损坏。

(5)整流管规格型号不一致。更换新的整流管时,误更换工作参数不符合要求的管或接线错误,导致整流管击穿损坏。

(6)整流管的安全裕度小。整流管过压过流安全裕度小,使整流管无法承受发电机励磁回路过压或过流暂态过程峰值的攻击而损坏。

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