二極管在電子元件中，具有兩個(gè)電極的裝置僅允許電流在單一方向上流動(dòng)，并且許多使用整流功能。變?nèi)荻O管（Varicap二極管）用作電子可調(diào)諧電容器。大多數(shù)二極管的當(dāng)前方向性通常被稱為“整流”功能。二極管最常見(jiàn)的功能是只允許電流在單向（稱為正向偏置）和反向反向（稱為反向偏置）。因此，二極管可以被認(rèn)為是止回閥的電子版本。
早期真空電子二極管;它是一種在一個(gè)方向上傳導(dǎo)電流的電子設(shè)備。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部，有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)引線端子。電子器件根據(jù)施加電壓的方向具有單向電流導(dǎo)電性。通常，晶體二極管是通過(guò)燒結(jié)p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)界面。在界面的兩側(cè)形成空間電荷層以形成自建電場(chǎng)。當(dāng)施加的電壓等于零時(shí)，擴(kuò)散電流等于由自建電場(chǎng)引起的漂移電流，這是由于pn結(jié)兩側(cè)載流子濃度的差異，并且處于電平衡狀態(tài)。狀態(tài)，也是正常狀態(tài)下的二極管特性。
早期的二極管包括“Cat's Whisker Crystals”和真空管（在英國(guó)稱為“Thermionic Valves”）。目前大多數(shù)最常見(jiàn)的二極管使用半導(dǎo)體材料，例如硅或鍺。
特征
正向性
當(dāng)施加正向電壓時(shí)，在正向特性開(kāi)始時(shí)正向電壓很小，這不足以克服PN結(jié)中電場(chǎng)的阻塞效應(yīng)。正向電流幾乎為零。該段稱為死區(qū)。不打開(kāi)二極管的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，PN結(jié)中的電場(chǎng)被克服，二極管正向?qū)?，并且電流隨著電壓的增加而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi)，二極管的端電壓在導(dǎo)通期間幾乎保持恒定。該電壓稱為二極管的正向電壓。當(dāng)二極管兩端的正向電壓超過(guò)一定值時(shí)，內(nèi)部電場(chǎng)迅速減弱，特征電流迅速增加，二極管導(dǎo)通。它被稱為閾值電壓或閾值電壓，硅管約為0.5V，瘺管約為0.1V。硅二極管的正向壓降約為0.6~0.8V，鍺二極管的正向壓降約為0.2~0.3V。
Inverseness
當(dāng)施加的反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí)，通過(guò)二極管的電流是由少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的反向電流。由于反向電流很小，二極管處于關(guān)斷狀態(tài)。該反向電流也稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度的影響很大。通常，硅管的反向電流遠(yuǎn)小于鉭管的反向電流。小功率硅管的反向飽和電流大約為nA，低功率管大約為μA。當(dāng)溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體被熱激發(fā)，少數(shù)載流子的數(shù)量增加，反向飽和電流也增加。
擊穿
當(dāng)施加的反向電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí)，反向電流突然增加。這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的閾值電壓稱為二極管反向擊穿電壓。二極管在電擊穿期間失去單向?qū)щ娦?。如果二極管不會(huì)因電擊穿而導(dǎo)致過(guò)熱，則單向?qū)щ娦钥赡懿粫?huì)永久損壞。電壓消除后，性能仍然恢復(fù)，否則二極管損壞。因此，應(yīng)該防止施加到二極管的反向電壓太高。
二極管是具有單向傳導(dǎo)的雙端器件。它有一個(gè)電子二極管和一個(gè)晶體二極管。由于燈絲的熱損失低于晶體二極管的熱損耗，因此很少看到二極管。它更常見(jiàn)且常用。它是一個(gè)晶體二極管。二極管，半導(dǎo)體二極管的單向?qū)ㄌ匦詭缀跤糜谒须娮与娐分校⑶以谠S多電路中起著重要作用。它是最早誕生的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。
二極管的管壓降：硅二極管（非發(fā)光型）的正向壓降為0.7V，氙管的正向管壓降為0.3V。 LED的正向電壓降將隨著不同的照明顏色而變化。主要有三種顏色。具體電壓降參考值如下：紅色LED的電壓降為2.0-2.2V，黃色LED的電壓降為1.8-2.0V，綠色LED的電壓降為3.0- 3.2V。發(fā)光時(shí)的額定電流約為20 mA。
二極管的電壓和電流不是線性的，因此當(dāng)不同的二極管并聯(lián)時(shí)，應(yīng)連接電阻。
特征曲線
與PN結(jié)一樣，二極管具有單向?qū)щ娦?。硅二極管的典型伏安
特征曲線（圖）。當(dāng)二極管施加正向電壓時(shí)，當(dāng)電壓值小時(shí)，電流極小;當(dāng)電壓超過(guò)0.6V時(shí)，電流開(kāi)始呈指數(shù)增加，這通常被稱為二極管的導(dǎo)通電壓;當(dāng)電壓達(dá)到約0.7V時(shí)，二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，這通常被稱為二極管的導(dǎo)通電壓，如符號(hào)UD所示。
對(duì)于鍺二極管，導(dǎo)通電壓為0.2V，導(dǎo)通電壓UD約為0.3V。反向電壓施加到二極管，并且當(dāng)電壓值小時(shí)，電流非常小，并且電流值是反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過(guò)某個(gè)值時(shí)，電流開(kāi)始急劇增加，這稱為反向擊穿。該電壓稱為二極管的反向擊穿電壓，用符號(hào)UBR表示。不同類型二極管的擊穿電壓UBR值變化很大，從幾十伏到幾千伏。
反向分解
齊納擊穿
反向擊穿分為兩種情況：齊納擊穿和雪崩擊穿。在高摻雜濃度的情況下，因?yàn)閯?shì)壘區(qū)寬度小且反向電壓大，所以勢(shì)壘區(qū)中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)被破壞，并且價(jià)電子與共價(jià)鍵解耦以產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)。 ，導(dǎo)致電流急劇增加，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度低，則阻擋區(qū)域?qū)?，并且不容易引起齊納擊穿。
雪崩故障
另一種類型的故障是雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓增加到更大值時(shí)，施加的電場(chǎng)加速電子漂移速度，與共價(jià)鍵中的價(jià)電子碰撞，并且將價(jià)電子從共價(jià)鍵中敲出以產(chǎn)生新的電子 - 空穴對(duì)。新產(chǎn)生的電子空穴被電場(chǎng)加速，然后剔除其他價(jià)電子。載流子雪崩增加，導(dǎo)致電流急劇增加。這種故障稱為雪崩擊穿。無(wú)論擊穿情況如何，如果電流不受限制，可能會(huì)對(duì)PN結(jié)造成永久性損壞。
對(duì)于電路，浪涌電流是一個(gè)嚴(yán)重影響整體運(yùn)行效率的問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員正試圖規(guī)避浪涌電流，因此出現(xiàn)了各種測(cè)試方法。在本文中，小編將介紹一種測(cè)試二極管正向浪涌電流的基本電路。
產(chǎn)生正弦半波脈沖電流
二極管具有多種規(guī)格，常見(jiàn)的通態(tài)電流范圍從數(shù)百mA到數(shù)百安培或更高。 IFSM測(cè)試所需的峰值脈沖電流需要達(dá)到額定導(dǎo)通電流的數(shù)十倍。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法是使用大容量工頻變壓器截取電源AC波形，產(chǎn)生正弦半波脈沖，時(shí)間常數(shù)為10ms，導(dǎo)通角為0°~180°。
以這種方式，產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)安培的正弦脈沖電流，并且所使用的變壓器的重量非常大，這不便于安裝和使用。一些外國(guó)公司對(duì)浪涌電流波形有特殊要求。例如，需要根據(jù)正向整流電流添加時(shí)間常數(shù)為10ms或8.3ms且導(dǎo)通角為0°至180°的正弦半波脈沖。電流或應(yīng)用兩個(gè)連續(xù)的正弦半波脈沖電流，時(shí)間常數(shù)為10ms或8.3ms，導(dǎo)通角為0°至180°。顯然，采用商用電源攔截方法，很難滿足不同設(shè)備的測(cè)試要求。
設(shè)計(jì)理念
大功率FET晶體管是一類標(biāo)準(zhǔn)的電壓控制電流器件。在VDMOS晶體管的線性工作區(qū)中，漏極電流由柵極電壓控制：IDS=GFS * VGS。將所需的電壓波形施加到柵極，在漏極輸出相應(yīng)的電流波形。因此，使用高功率VDMOS管適合于實(shí)現(xiàn)所需的浪涌電流波形，
運(yùn)算放大器構(gòu)成一個(gè)基本的反向運(yùn)算電路，驅(qū)動(dòng)VDMOS管的柵極，漏源電流通過(guò)VDMOS管源采樣電阻，加到運(yùn)算放大器反向輸入端，并加到輸入波形形成反饋，并控制運(yùn)算放大器的輸出電壓。 VDMOS晶體管的柵極電壓VGS又控制漏極輸出電流IDS。該IDS是施加于被測(cè)二極管（DUT）的正向浪涌電流。
單個(gè)VDMOS管的功率和電流放大能力是有限的，并且不能實(shí)現(xiàn)數(shù)千安培的輸出電流能力。多個(gè)并行方法可以解決此問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)所需的峰值電流。常用的連接方法如圖3所示。
在上述內(nèi)容中，本文介紹了各種浪涌電流沖擊試驗(yàn)的要求，試驗(yàn)中使用的元件是通用元件。該測(cè)試電路具有體積小，重量輕的特點(diǎn)，便于快速組合成測(cè)試儀器。在較不穩(wěn)定的環(huán)境中測(cè)量時(shí)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
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