一、二極管特性
常用的硅鍺二極管在不同正向電流下的正向電壓值見表1。鍺二極管比硅二極管正向導通電壓低(典型為100mV比600mV),但反向漏電流大大超過硅二極管(當加50V反向電壓時為1uA比10nA),但導通的硅二極管的正向電阻大大低于鍺二極管。因此,鍺二極管主要用于信號檢波,硅二極管則用于整流等目的。
硅和鍺二極管的典型正、反向特性比較見圖1。各種二極管、橋式整流器外形見圖2,圖中尺寸單位為mm。
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二、二極管命名
歐洲型半導體二極管用字母和數字來進行分類和命名,用兩個字母和三個數字命名的是普通用途二極管,用三個字母和兩個數字命名的是特殊用途二極管,前兩個字母表示的意義如下:第一個字母表示半導體材料,A-鍺;B-硅;C-砷化鎵等;D-光敏材料等。
第二個字母表示用途,A-普通用途二極管;B-調諧(變容)二極管;E-隧道二極管;P-光電二極管;Q-發光二極管;T-可控整流管;X-變容二極管;Y-功率整流管;Z-穩壓二極管。
專用二極管的第三個字母通常沒有什么特殊意義,穩壓二極管在數字后有一附加字母,用來表示穩壓值公差,用以下字母表示:A-±1%;B-2%;C-±5%;D-±10%,穩壓二極管有表示所穩電壓值的數字,例如9V1表示9.1V。
例1.識別以下二極管:
l、AA113-普通用途鍺二極管;
2、BB105-調諧用硅二極管(亦稱變容二極管);
3,BZY88C4V7-公差為5%穩壓值為4.7V的硅穩壓二極管。
三、二極管數據
表2概括了各種歐式二極管的用途及封裝外形等特性;表3列出了普通用途、信號和射頻二極管特性;表4列出硅整流和功率二極管特性;表5列出橋式整流器特性。
表5中所列多數橋式整流器具有200V、400V和600V品種。
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四,穩壓二極管
穩壓二極管是一種特殊設計的硅二極管,具有一致的反向擊穿特性。E12和E24系列穩壓二極管可用于各種電路(根據其特性、封裝和額定功率),穩壓范圍從2.4V到91V,一只5.1 V穩壓管的典型特性見圖3。
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常用系列穩壓管如下:
BZY88系列
500mW小型玻璃封裝穩壓二極管(25℃),穩壓范圍從2.7V到15V(5mA反向電流,25℃)。
BZX55系列
500mW低功率穩壓二極管,穩壓范圍從2.4V到91V。
BZX61系列
1.3W密封合金結(25℃環境),穩壓范圍從7.5V到72V。
BZX85系列
1.3W中功率玻璃封裝穩壓二極管,穩壓范圍從5.1V到62V。
BZY93系列
20w大功率穩壓二極管,螺栓安裝封裝,環境溫度可達75℃,穩壓范圍從9.1V到75V。
BZY97系列
1.5W中功率穩壓二極管,穩壓范圍從9.1V到37V。
1N5333系列5W塑封穩壓二極管,穩壓范圍從3.3V到24V。
穩壓二極管通常與普通硅二極管一樣,采用塑料或玻璃封裝,符號與外形見圖3左上,穩壓二極管的斜率電阻等于反向電壓與二極管電流之比,斜率電阻在擊穿區測量,用歐姆表示,理想的穩壓二極管應具有零斜率電阻(即二極管在其穩壓值上應完全導通),實際上僅達到小于或等于20Ω數量。
穩壓電壓溫度系數等于穩壓電壓的變化比上溫度的變化,用mV/℃表示。作電壓基準用時,要求穩壓值應不隨溫度改變而變動,表6為多數小功率穩壓二極管(BZX55系列)典型數據。
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例2.穩壓二極管常用作電壓基準,說明如下:
穩定電壓(在20℃):9.1V
溫度系數:+4mV/℃
如果設計的電路工作在-10℃到+40℃范圍,即以工作范圍的極限基準電壓來確定基準電壓值和變化百分比。溫度系數為正,穩壓值將隨溫度升高而增加,40℃時,穩壓值由下式算出:
Vz=9.1V+[(40-20)×V 4mV]=9.1+80mV=9.18V
在-10℃時,穩壓值由下式算出:
Vz=9.1V-V[20-(-10)]×4mV=9.1 V-120mV=8.98V
五、可控硅
可控硅三端器件其符號、封裝和端腳接法見圖4,它常用作開關或交流功率控制,各種常用可控硅數據見表7。
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六、雙向可控硅
雙向可控硅是在可控硅基礎上發展起來的。當觸發后,在所加電壓的正、負兩半周都導通,它由加于控制極上的正和負電壓觸發導通。在用于交流功率控制時,它與僅能作半波控制的可控硅相比,不僅能作全波控制,且性能優良。
雙向可控硅常采用觸發二極管(相當于雙向穩壓二極管),當所加電壓超過約±32V時,觸發二極管即導通,這時其電阻降至極低值,于是產生較大電流,其典型特性見圖5。
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雙向可控硅符號、封裝外形和端腳接法見圖6,常用雙向可控硅數據見表8。
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注意事項:
可控硅和雙向可控硅開關通斷非常迅速,當用作交流功率控制時,快速開關引起的瞬態變化可能經交流饋電線傳播一定距離。為防止噪聲輻射,把這種影響減至最小,應在靠近功率控制器件處裝入適當的L—C濾波器(見圖7)。
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