(3) 正向整流电流 也就是指当 开关二极管在正向工作电压下工作时,允许通过它的正向电流。
一、脉冲发生器 电路如下图所示,当电源接通后, 电源通过限流电阻 R1向电容 C 充电,当 C 两端的电压上
由于半导体二极管具有单向导电性, 在半导体 PN 结加上正向偏压后,在导通状态下,电阻 很小(几十到几百欧);加上反向偏压后截止,其电阻很大(硅管在一百兆欧以上,锗管也有 几十千欧至几百千欧。)。
习惯上人们把开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从 导通到截止的时间叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通 时间,故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管开关速度相当快,一般 硅开关二极管反向恢复时间只有几纳秒,锗开关二极管也不过几百纳秒。
上图中,Us 为正向 转折电压,当外加电压升高到 Us值时,FLD 管将由原先的截止状态向导 通状态转化, 即二极管由高阻转为低阻,这种特性就称为负阻开关特性;
Is 为开启电流,也就是发生电压转折时的最大截止电流; It 为通态电流,当二极管的电流为 It 时的压降,就称为通态压降 UT; IH 为维持电流,当二极管的导通电流下降到 IH 以下时,二极管将由导通状态转化为截止 状态; UB 为反向稳压值; AB 之间的一段曲线表示二极管由截止变为导通,或由导通变为截止的过渡过程,这个过程 变化极快,导通时间一般为 0.2—0.3 微秒,关断时间 l5—30 微秒。
二、高压发生器 电路如下图所示,电容 C 和 FLD 管形成的负阻振荡. 经升压变压器升高后输出高压,选用
不同的脉冲变压器初,次级匝数比,可获得几百到几万伏的电压。当选用图六所示元器件时, 可以输出 1.5 万伏高压脉冲,振荡频率为3 次/秒。
由于开关二 极管的开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和,开通时间是开关二极 管从截止至导通所需时间,开通时间很短,一般可以忽略;反向恢复时间是导通到截止所用 时间,反向恢复时间远大于开通时间。因此反向恢复时间为开关二极管主要参数。一般硅开 关二极管的反向恢复时间小于 3ns——10ns;锗开关二极管的反向恢复时间要长一些。 (2) 反向击穿电压
反向击穿电压均在 220V 以上,但其零偏压电容和反向恢复时间值相对较大。
它是一种新 型半导体器件,有单向电压开关二极管和双向电压开关二极管之分,主要应用 脉冲发生器,过压保护器等。
▲单向电压开关二极管简 称FLD,它是由 PNPN 四层结构的硅半导体材料组成,故又称为 四层二极管,也有人称它为转折二极管。其正向为负阻电压开关特性(指当外加电压升高到正 向转折电压值时,开关二极管由截止状态变为导通状态,即由高阻转为低阻),反向为稳压特 性。下图是它 伏的安特性和电路图形符号:
▲双向电压二极管简称 DAC 管,它由 NPN PN 五层结构的硅半导体材料组成,故又称为五层 二极管。其正向和反向均具有相同的负阻开关特性。下图是它 伏的安特性和电路图形符号:
升到FLD 管的转折电压时,FLD 管由截止突变为导通状态,电容 C 上储存的电荷通过 FLD 向负载 R2 放电。当放电电流下降到维持电流 IH 以下时,FLD 管由导通便为截止。电容 C 又继续充电, 如此周而复始,形成张驰振荡,在 R2 两端输出毫微秒前沿的高速高压脉冲,其波形如下图所示。
功耗较低,但其零偏压电容和反向恢复时间值都比高频 关开二极管低。