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2024-11-11 閱讀(112)
IXYS艾賽斯二極管108370MDD255-18N1系列技術資料
IXYS艾賽斯二極管108370MDD255-18N1優(yōu)質優(yōu)價
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IXYS艾賽斯二極管的原理：
二極管的主要原理就是利用PN結的單向導電性，在PN結上加上引線和封裝就成了一個二極管。
晶體二極管為一個由P型半導體和N型半導體形成的PN結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于PN結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。
當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。
當外加的反向電壓高到一定程度時，PN結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。PN結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。
P型半導體是在本征半導體（一種純凈的、結構完整的半導體晶體）摻入少量三價元素雜質，如硼等。
因硼原子只有三個價電子，它與周圍的硅原子形成共價鍵，因缺少一個電子，在晶體中便產(chǎn)生一個空位，當相鄰共價鍵上的電子獲得能量時就有可能填補這個空位，使硼原子成了不能移動的負離子，而原來的硅原子的共價鍵則因缺少一個電子，形成了空穴，但整個半導體仍呈中性。這種P型半導體中以空穴導電為主，空穴為多數(shù)載流子，自由電子為少數(shù)載流子。
N型半導體形成的原理和P型原理相似。在本征半導體中摻入五價原子，如磷等。摻入后，它與硅原子形成共價鍵，產(chǎn)生了自由電子。在N型半導體中，電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。
因此，在本征半導體的兩個不同區(qū)域摻入三價和五價雜質元素，便形成了P型區(qū)和N型區(qū)，根據(jù)N型半導體和P型半導體的特性，可知在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差異，電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴散，它們的擴散使原來交界處的電中性被破壞。
IXYS艾賽斯二極管的特點：
在二極管加有正向電壓，當電壓值較小時，電流極小；當電壓超過0.6V時，電流開始按指數(shù)規(guī)律增大，通常稱此為二極管的開啟電壓；當電壓達到約0.7V時，二極管處于導通狀態(tài)，通常稱此電壓為二極管的導通電壓，用符號UD表示 。
對于鍺二極管，開啟電壓為0.2V，導通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓，當電壓值較小時，電流極小，其電流值為反向飽和電流IS。當反向電壓超過某個值時，電流開始急劇增大，稱之為反向擊穿，稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓，用符號UBR表示。不同型號的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大，從幾十伏到幾千伏。
外加正向電壓時，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結內(nèi)電場的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。
當正向電壓大于死區(qū)電壓以后，PN結內(nèi)電場被克服，二極管正向導通，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi)，導通時二極管的端電壓幾乎維持不變，這個電壓稱為二極管的正向電壓。
當二極管兩端的正向電壓超過一定數(shù)值 ，內(nèi)電場很快被削弱，特性電流迅速增長，二極管正向導通。 叫做門坎電壓或閾值電壓，硅管約為0.5V，鍺管約為0.1V。硅二極管的正向導通壓降約為0.6~0.8V，鍺二極管的正向導通壓降約為0.2~0.3V。
外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止狀態(tài)。這個反向電流又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影響很大。
一般硅管的反向電流比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級，小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時，半導體受熱激發(fā)，少數(shù)載流子數(shù)目增加，反向飽和電流也隨之增加。
外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向導電性。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向導電性不一定會被破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復，否則二極管就損壞了。因而使用時應避免二極管外加的反向電壓過高。
反向擊穿按機理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下，因勢壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時，破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價鍵結構，使價電子脫離共價鍵束縛，產(chǎn)生電子-空穴對，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。
另一種擊穿為雪崩擊穿。當反向電壓增加到較大數(shù)值時，外加電場使電子漂移速度加快，從而與共價鍵中的價電子相碰撞，把價電子撞出共價鍵，產(chǎn)生新的電子-空穴對。新產(chǎn)生的電子-空穴被電場加速后又撞出其它價電子，載流子雪崩式地增加，致使電流急劇增加，這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿，若對其電流不加限制，都可能造成PN結性損壞。
反向電流是指二極管在常溫（25℃）和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關系，大約溫度每升高10℃，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25℃時反向電流若為250μA，溫度升高到35℃，反向電流將上升到500μA，依此類推，在75℃時，它的反向電流已達8mA，不僅失去了單方向導電特性，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25℃時反向電流僅為5μA，溫度升高到75℃時，反向電流也不過160μA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。
二極管特性曲線靜態(tài)工作點附近電壓的變化與相應電流的變化量之比。
電壓溫度系數(shù)指溫度每升高一攝氏度時的穩(wěn)定電壓的相對變化量。
最高工作頻率是二極管工作的上限頻率。因二極管與PN結一樣，其結電容由勢壘電容組成。所以最高工作頻率的值主要取決于PN結結電容的大小。若是超過此值。則單向導電性將受影響。
最大整流電流是指二極管長期連續(xù)工作時，允許通過的最大正向平均電流值，其值與PN結面積及外部散熱條件等有關。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為141℃左右，鍺管為90℃左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下，二極管使用中不要超過二極管最大整流電流值
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330130-045-00-CN
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