晶體二極管特性以及基本應用

晶體二極管具有什么特性

二極管的核心是PN結，PN結具有單向導電性，這是二極管的主要特性。

二極管的導電性能，由加在二極管兩端的電壓和流過二極管的電流決定，這兩者之間的關系稱為二極管的伏安特性。用于定量描述這兩者關系的曲線稱為伏安特性曲線，如圖1-6所示。

由圖1一6可見，二極管的導電特性可分為正向特性和反向特性兩部分。

1.正向特性

指二極管加上正向電壓時電流和電壓的關系。

當二極管兩端所加的正向電壓由零逐漸增大時，開始時正向電流很小，幾乎為零，二極管呈現很大的電阻，這個區域稱為死區。硅二極管死區電壓約為0. 5V;鍺二極管死區電壓約0. 2V。在實際使用中，當二極管正偏電壓小于死區電壓時，視為其正向電流為零的狀態。外加電壓超過死區電壓后，正向電流開始出現，直到等于導通電壓，正向電流迅速增加，這時二極管處于正向導通狀態。硅管的導通電壓為0.6-0. 7V，鍺管的導通電壓為0.2-0.3V.

2.反向特性

指二極管加反向電壓時電流和電壓的關系。

當給二極管加反向電壓時，形成的反向電流很小，而且在很大范圍內基本不隨反向電壓的變化而變化，故這個區域稱為反向截止區。反向截止時通過的電流稱為反向飽和電流，通常硅管有幾微安到幾十微安；鍺管有幾十微安到幾百微安。這個電流是衡量二極管質量優劣的重要參數，其值越小，二極管質量越好。一般情況下可以忽略反向飽和電流，認為二極管反向不導通。

如果反向電壓不斷增大到一定值時，反向電流會突然增大，這種現象稱為反向擊穿，這時二極管兩端所加的電壓稱為反向擊穿電壓。普通二極管正常使用時，是不允許出現這種現象的。

綜上所述，二極管具有加一定的正向電壓導通。加反向電壓截止的特性。這種特性稱為單向導電性。

晶體二極管及其基本應用

應用實例1：半導體變流技術

變流技術是一種電力變換的技術。通常所說的“變流”是指“交流電變直流電，直流電變交流電”。例如，常見的充電器，就使用了交流電變直流電的變流技術。

圖5-3所示是三相半波不可控整流電路，任何時刻只有瞬時陽極電壓最高的一相管導通，按電源的相序，每管輪流導通120°。

應用實例2：開關電源

開關電源中的應用電路如圖5-4所示，VT1和開關變壓器組成間歇振蕩器，充電器加電后，220V市電經VD1半波整流后在VT1的C極上形成一個300V左右的直流電壓，經過變壓器初級加到VT1的C極，同時該電壓還經啟動電阻R2為VT1的B極提供一個偏置電壓。由于正反饋作用，VT1的Ic迅速上升而飽和，在VT，進入飽和期間，開關變壓器次級繞組產生的感應電壓使VD2導通，向負載輸出一個約9V左右的直流電壓。開關變壓器的反饋繞組產生的感應脈沖經VD3整流、C2濾波后產生一個與振蕩脈沖個數呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩壓管VD2的穩壓值，VD2便導通，此負極性整流電壓便加在VT1的B極，使其迅速截止。VT1的截止時間與其輸出電壓呈反比。VD2的導通/截止直接受電網電壓和負載的影響，電網電壓越低或負載電流越大，VD2的導通時間越短，VT1的導通時間越長；反之，電網電壓越高或負載電流越小，VD3的整流電壓越高，VT1的導通時間越長，VT1的導通時間越短。

應用實例3：雙向電力電子開關

雙向電力電子開關應用電路如圖5-5所示，在斬控式交流調壓電路中電力電子開關必須滿足：開關是全控的，可以控制導通也可以控制關斷，所以必須采用全控型器件。電力電子開關必須是雙向導電的，因此單個器件是無法滿足要求的，必須用多個器件組合而成。開關頻率較高，一般都在90kHz以上。

只用了一個可控元件，同時由4個二極管組成橋式連接，使得無論外電路電流方向如何 總是流入晶體管的集電極。

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