半导体制程—分立器件

半导体制程—分立器件,第1张

  半导体制程—分立器件

        二极管的种类及其用法

  二极管是一种具有1个PN接合的2个端子的器件。具有按照外加电压的方向,使电流流动或不流动的性质。

  二极管的基本特性

  利用PN接合的少数载子的注入和扩散现象,只能一个方向(正向)上流通电流。如果在PN接合二极管的N型半导体加上负压、在P型半导体加上正电压,就可使电流流通。我们将该电流的流动方向叫做正向。如果外加正、负压与上述反方向的电压,则几乎不会流通电流。我们将该方向叫做反向。如果提高PN接合二极管的反向电压,则电流在某个电压值会急剧增加。我们将该电流叫做击穿电流。此时的电压值对电流而言基本上为定值。

  二极管的特性曲线和图形记号、结构

  下图表示二极管的特性曲线和图形记号、结构图。

  

 

  二极管的特性曲线

  

 

  二极管的图形记号、结构

  二极管的种类和应用

  1)一般整流二极管

  二极管在一般的应用上,有利用电流只在一个方向上流通的功能的交流电压主的整流电路

  2)齐纳二极管(Zener Diode)

  利用PN接合二极管的反向击穿电压的即为齐纳二极管(恒定电压二极管)。由于该电压对于电流来说基本上为定值,因此用于恒定电压调节器的基准电压源或浪涌电压(异常电压)吸收等用途。

  3)其它二极管

  .进一步提高一般二极管的开关特性的高速恢复二极管(FRD);

  . 接合金属和半导体来替代PN接合的肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode);

  . 变容二极管、混合二极管、夹在真性半导体的I层中的PIN二极管等高频用二极管。

  二极管的封装

  1)单体

  在一个封装中装一个器件的类型,使用最多。

  2)中心抽头

  用于一个封装内组装两个器件,且使用带有中心抽头的双绕线变压器的全波整流电路等。

  3)串联

  指两个二极管在内部串联,用于半波倍电压整流电路等。

  4)桥式连接

  如图所示,指装有四个二极管,用于将交流作全波整流时。

  

 

  整流二极管的各种连接

  

 

  二极管的各种封装

  

 

  大电流整二极管的外观

  高速开关二极管

  可以改善二极管的反向恢复特性,实现高速开关的二极管。用于在较高开关频率下动作的反相器、开关整流器的还流二极管、整流二极管。同时正向损失也可降低。

  特 征

  PN接合二极管由于利用了少数载子,因此导电调制效果虽然可以降低正向电压,但少数载子所带有的反向恢复特性会阻碍高速切换。FRD和HED虽然都是PN接合二极管的一咱,但是将白金等重金属加入Si单结晶中,增加电子和空穴的再结合中心,能迅速消灭关断后的少数载子。同时,肖特基势垒二极管主要是由多数载子在运动,因此不会出现反向恢复特性。因此,运行也更快速。

  反向恢复特性

  PN接合二极管在正向电流的状态下突然施加反向电压的话,应付以在瞬间有较大的反向电流流通。这是因为从PN接合注入的少数载子反向移动,而该电流将流通直到少数载子流出或消灭为止。高速开关二极管用于缩短反向电流变为零为止的时间(反向恢复时间:trr)、改善反向电流波形的平滑性。

  

 

  外加反向恢复电压时的少数载子的动作

  

 

  反向恢复电流波形

  种 类

  1)高速恢复二极管(FRD:Fast Recovery Diode)

  高速恢复二极管在结构上和一般整流二极管基本相同,但它是一种有白金、金等掺杂物质扩散在Si结晶中,增加了电子和空穴的再结合中心,关闭后少数载子会立刻被消灭的二极管。因此可以提高二极管的反向恢复特性(反向恢复时间:trr),实现高速动作。

  2)高效二极管(HED:High Efficiency Diode)

  高效二极管比上述FRD速度更快,损失更低(正向电压较低),因此它使用外延晶圆,在利用导电调制效果(参考PIN二极管)来降低正向电阻的同时,通过追加重金属扩散,能在不损坏正向特性的情况下,提高反向恢复特性。HED用于比FRD更为高速的开关电路。

  

欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/2599720.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2022-08-09
下一篇 2022-08-09

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存