1. 二极管偏置电路
二极管零偏置指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。
零偏就是输入为零时输出不为零。一般零偏压都是说的电子元器件的性能。零偏压电容:指二极管两端电压为零时,扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是,由于制造工艺的限制,即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。
2. 二极管正偏置
二极管的正向偏置是半导体器件特性之一。将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,即p区接正极,n区接负极,使二极管正向导通,叫做二极管正向偏置
3. 二极管偏置电路原理图
当P N极的P区接电源正极,N区接电源负极时,称为外加正向电压,也叫正向偏置。当P区接电源负极,N区接电源正极时,称为外加反向电压,也叫反向偏置。
正向偏置时,二极管处于导通状态;反向偏置时,二极管处于截止状态。
4. 二极管正向偏置电路图
二极管在通电的时候可以看作一条导线,与干路并联的导线,两端只有电流通过,无电压。
二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7v,锗管为0.3v)。
正向特性在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2v,硅管约为0.6v)以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3v,硅管约为0.7v),称为二极管的“正向压降”。
反向特性在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
5. 二极管偏置电压
二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态。
6. 二极管的偏置电路
仅有整流电路而没有滤波电路时,二极管截止的同时,正弦波达到峰值,这个峰值就是二极管的反向电压最大值;如果有滤波电容时,还要加上电容的电压值;
由于有电容滤波,如果没有负载即不消耗电能的话,整流输出电压值是输入交流电压的最大值,且可以一直保持该最大值,所以当输入交流电压是负最大值时,整流二极管将承受最大的反向电压:根号2*u-(根号2*u)=2*根号2*u,既是交流输入电压的效值u的2根号2倍。
7. 二极管偏置电路原理
二极管的正向偏置是半导体器件特性之一。将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,即p区接正极,n区接负极,使二极管正向导通,叫做二极管正向偏置。二极管正向偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加,进而引起了正向电流。 二极管的反向偏置也是半导体器件特性之一。与正向偏置相比,电源的正、负极位置相反,即P区接电源负极,N区接电源正极。二极管反向偏置时,二极管截止,几乎没有电流通过二极管。
8. 二极管偏置电路的作用
反向偏置
与正向偏置相比,交换电源的正、负极位置,即P区接电源负极,N区接电源正极,就构成了PN结的反向偏置。在这些应用中,电路中的某些电压波形呈现脉冲形式,即在高电平(通常为5v)和低电平(通常为0V)之间变化的方波,这些高低电压信号的转换频率是很高的,使得二极管在“开”与“关”两种状态之间高速转换。当e (z)=5v时,二极管处于正向偏置状态,处于导通状态,钉电流流过电阻,电阻两端电压等于5-0.7=4.3v。这是因为反向电流是由少子漂移形成的,在热激发下,少子数量增多,PN结反向电流增大。
在一些二极管的重要应用中,器件常常要在高阻和低阻两种状态之间高速交替变化。一个电阻和一个硅二极管相连时,当电源电压从0V和5v交替变化时,电阻两端的电流也在交替变化。当e(j)=0V时.二极管处于高阻状态,也就是截止状态;因为没有电流流过电阻,电阻两端电压等于零。这种模式非常类似于整流器的作用.这就是数字电路中的两种极端状态——高电平和低电平。换句话说,就是设想所合电压值都是这两种状态中的一个。因为二极管在这些电路中的作用就是在不同电压水平下导通或截止,因而这一应用也称为开关电路。
典型的二极管开关电路包括两个或多个二极管,每—个二极管与一个独立的电压源相连。要正确理解开关电路的操作过程,就首先要确定每一个二极管是由哪一个电压源决定的,哪个处于导通状态,哪个处于截止状态。正确辨别处于哪种状态的关键是:如果二极管的阳极相较于阴极电位是正的,它就处于正向偏置状态,也就是说当二极管的阳极电位(相对于地)比阴极(相对于地)电位高,它就处于正向偏置状态。当然,也可以说成二极管的阴极电位(相对于地)比阳极(相对于地)电位低。相反,如果想让二极管处于反向偏置状态,就让二极管的阳极相较于阴极电位是负的,也相当于二极管的阴极相较于阳极是正的。
原理
PN结反向偏置时,外加电场与空间电荷区的内电场方向一致,同样会导致扩散与漂移运动平衡状态的破坏。外加电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走,使空间电荷区变宽,内电场增强,造成多数载流子扩散运动难于进行,同时加强了少数载流子的漂移运动,形成由N区流向P区的反向电流。但由于常温下少数载流子恒定且数量不多,故反向电流极小。电流小说明PN结的反向电阻很高,通常可以认为反向偏置的PN结不导电,基本上处于截止状态,这种情况在电子技术中称为PN结的反向阻断。
当外加的反向电压在一定范围内变化时,反向电流几乎不随外加电压的变化而变化。这是因为反向电流是由少子漂移形成的,在热激发下,少子数量增多,PN结反向电流增大。换句话说,只要温度不发生变化,少数载流子的浓度就不变,即使反向电压在允许的范围内增加再多,也无法使少子的数量增加,反向电流趋于恒定,因此反向电流又称为反向饱和电流。值得注意的是,反向电流是造成电路噪声的主要原因之一,因此,在设计电路时,必须考虑温度补偿问题。