什么是開關(guān)二極管

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2022-11-17 18:45:05 940

什么是開關(guān)二極管，顧名思義，也就是為在電路上進(jìn)行"開"、"關(guān)"而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。是半導(dǎo)體二極管的一種此二極管具有正向施加電壓時(shí)電流通過 (ON)，反向施加電壓時(shí)電流停止 (OFF) 的性能。反向恢復(fù)時(shí)間 (trr) 短，與其他二極管相比，開關(guān)特性優(yōu)異。

工作特性
開關(guān)二極管從截止（高阻狀態(tài)）到導(dǎo)通（低阻狀態(tài)）的時(shí)間叫開通時(shí)間；從導(dǎo)通到截止的時(shí)間叫反向恢復(fù)時(shí)間；兩個(gè)時(shí)間之和稱為開關(guān)時(shí)間。一般反向恢復(fù)時(shí)間大于開通時(shí)間，故在開關(guān)二極管的使用參數(shù)上只給出反向恢復(fù)時(shí)間。開關(guān)二極管的開關(guān)速度是相當(dāng)快的，像硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒，即使是鍺開關(guān)二極管，也不過幾百納秒。開關(guān)二極管具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動(dòng)控制電路中。

工作原理
半導(dǎo)體二極管導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開關(guān)閉合（電路接通），截止時(shí)相當(dāng)于開關(guān)打開（電路切斷），所以二極管可作開關(guān)用，常用型號(hào)為1N4148。由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕谡珘合翽N結(jié)導(dǎo)通，在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻很小，約為幾十至幾百歐；在反向偏壓下，則呈截止?fàn)顟B(tài)，其電阻很大，一般硅二極管在10ΜΩ以上，鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性，二極管將在電路中起到控制電流接通或關(guān)斷的作用，成為一個(gè)理想的電子開關(guān)。以上的描述，其實(shí)適用于任何一支普通的二極管，或者說是二極管本身的原理。但針對(duì)于開關(guān)二極管，最重要的特點(diǎn)是高頻條件下的表現(xiàn)。高頻條件下，二極管的勢(shì)壘電容表現(xiàn)出來極低的阻抗，并且與二極管并聯(lián)。當(dāng)這個(gè)勢(shì)壘電容本身容值達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響二極管的開關(guān)性能。極端條件下會(huì)把二極管短路，高頻電流不再通過二極管，而是直接繞路勢(shì)壘電容通過，二極管就失效了。而開關(guān)二極管的勢(shì)壘電容一般極小，這就相當(dāng)于堵住了勢(shì)壘電容這條路，達(dá)到了在高頻條件下還可以保持好的單向?qū)щ娦缘男Ч?br/>

反向恢復(fù)時(shí)間 (trr)？

反向恢復(fù)時(shí)間 (trr) 是指開關(guān)二極管從導(dǎo)通狀態(tài)到完全關(guān)閉狀態(tài)所經(jīng)過的時(shí)間。一般關(guān)斷后電子不能瞬間停止，有一定量的反向電流流過。其漏電流越大損耗也越大。還正在開發(fā)優(yōu)化材料或擴(kuò)散重金屬從而縮短trr，抑制反沖后振蕩（振鈴）的FRD (Fast Recovery Diode) 等產(chǎn)品。

種類
開關(guān)二極管分為普通開關(guān)二極管、高速開關(guān)二極管、超高速開關(guān)二極管、低功耗開關(guān)二極管、高反壓開關(guān)二極管、硅電壓開關(guān)二極管等多種。普通開關(guān)二極管常用的國產(chǎn)普通開關(guān)二極管有2AK系列鍺開關(guān)二極管，表4-8為2AK系開關(guān)二極管的主要參數(shù)。高速開關(guān)二極管高速開關(guān)二極管較普通開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間更短，開、關(guān)頻率更快。常用的國產(chǎn)高速開關(guān)二極管有2CK系列。進(jìn)口高速開關(guān)二極管有1N系列、1S系列、1SS系列（有引線塑封）和RLS系列（表面安裝）。超高速開關(guān)二極管常用的超高速開關(guān)二極管有1SS系列（有引線塑封）和RLS系列（表面封裝）。低功耗開關(guān)二極管低功耗開關(guān)二極管的功耗較低，但其零偏壓電容和反向恢復(fù)時(shí)間值均較高速開關(guān)二極管低。常用的低功耗開關(guān)二極管有RLS系列（表面封裝）和1SS系列（有引線塑封）。高反壓開關(guān)二極管高反壓開關(guān)二極管的反向擊穿電壓均在220V以上，但其零偏壓電容和反向恢復(fù)時(shí)間值相對(duì)較大。常用的高反壓開關(guān)二極管有RLS系列（表面封裝）和1SS系列（有引線塑封）。硅電壓開關(guān)二極管硅電壓開關(guān)二極管是一種新型半導(dǎo)體器件，有單向電壓開關(guān)二極管和雙向電壓開關(guān)二極管之分，主要應(yīng)用于觸發(fā)器、過壓保護(hù)電路、脈沖發(fā)生器及高壓輸出、延時(shí)、電子開關(guān)等電路。單向電壓開關(guān)二極管也稱轉(zhuǎn)折二極管，郵PnPN四層結(jié)構(gòu)的硅半導(dǎo)體材料組成，其正向?yàn)樨?fù)阻開關(guān)特性（指當(dāng)外加電壓升高到正向轉(zhuǎn)折電壓值時(shí)，開關(guān)二極管由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，即由高阻轉(zhuǎn)為低阻），反向?yàn)榉€(wěn)定特性。雙向電壓二極管由NPnPN五層結(jié)構(gòu)的硅半導(dǎo)體材料組成，其正向和反向均具有相同的負(fù)阻開關(guān)特性。

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