主页   电子元器件  二极管

九月 7 2020

雪崩二极管的工作原理


目录

1.工作原理
2.微波振荡
3.分类
4.雪崩二极管相关问题

  雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离,和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件;在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。雪崩二极管常被应用于微波领域的振荡电路中,那么其的工作原理是如何的?下面一起来看看:

  1.工作原理

  在材料掺杂浓度较低的PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样,通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下获得的能量增大,在晶体中运动的电子和空穴将不断地与晶体原子又发生碰撞,当电子和空穴的能量足够大时,通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由电子–空穴对。新产生的电子和空穴也向相反的方向运动,重新获得能量,又可通过碰撞,再产生电子–空穴对,这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后,载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样,载流子增加得多而快,这样,反向电流剧增,PN结就发生雪崩击穿。下图是雪崩击穿的示意图。

PN结雪崩击穿图

  PN结雪崩击穿图

  2.微波振荡

  雪崩二极管能以多种模式产生振荡,其中主要有碰撞雪崩渡越时间(IMPATT)模式,简称崩越模式。其基本工作原理是:利用半导体PN结中载流子的碰撞电离和渡越时间效应产生微波频率下的负阻,从而产生振荡。

  另一种重要的工作模式是俘获等离子体雪崩触发渡越时间(TRAPATT)模式,简称俘越模式。这种模式的工作过程是在电路中产生电压过激以触发器件,使二极管势垒区充满电子-空穴等离子体,造成器件内部电场突然降低,而等离子体在低场下逐渐漂移出势垒区。因此这种模式工作频率较低,但输出功率和效率则大得多。

  除上述两种主要工作模式以外,雪崩二极管还能以谐波模式、参量模式、静态模式以及热模式工作。

  3.分类

  雪崩二极管分单漂移区雪崩二极管和双漂移区雪崩二极管。

  单漂移区雪崩二极管的结构有PN、 PIN、 P NN (或N PP )、P NIN (或N PIP )、MNN 。其中P NN 结构工艺简单,在适中的电流密度下能获得较大的负阻,且频带较宽,因此在工业中应用较多。

  双漂移区雪崩二极管是 1970 年以后出现的,其结构为P PNN ,实质上相当于两个互补单漂移区雪崩二极管的串联,从而有效地利用了电子和空穴漂移空间,因此输出功率和效率均较高。

雪崩二极管

雪崩二极管

  4.雪崩二极管相关问题

  4.1二极管中的雪崩效应是什么?

  雪崩效应是“当对材料施加足够量的电力时,非导电材料(绝缘体)或半导体材料(半导体)中的电流突然快速增加”。用于这种雪崩效应(齐纳效应)的器件称为齐纳二极管。

  4.2雪崩二极管有什么用?

  雪崩二极管用于保护电路。当反向偏置电压增加到一定限度时,二极管会在特定电压下开始雪崩效应,并且由于雪崩效应导致二极管击穿。它用于保护电路免受不需要的电压的影响。

  4.3雪崩二极管的符号是什么?

  像雪崩二极管这样的半导体二极管类似于齐纳二极管,该二极管在反向偏置区域内工作。这种二极管的符号与齐纳二极管相同,因为它是一种PN结二极管。

  4.4齐纳二极管和雪崩二极管有什么区别?

  齐纳击穿和雪崩击穿的主要区别在于它们的发生机制。齐纳击穿是由于高电场而发生的,而雪崩击穿是由于自由电子与原子的碰撞而发生的。这两种故障可以同时发生。

  以上就是雪崩二极管的工作原理以及分类介绍了。由于雪崩二极管具有功率大、效率高等优点,而且是固体微波源,特别是毫米波发射源的主要功率器件,因此广泛地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中。

订购与质量

图片 产品型号 品牌 描述 数量 价格
(USD)
LM311 LM311 Company:Texas Instruments Remark:LM311电压比较器设计运行在更宽的电源电压:从标准的±15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。其输出兼容RTL,DTL和TTL以MOS电路。此外,他们可以驱动继电器,开关电压高达50V,电流高达50mA。 In Stock:1000
Buy
Price:call Buy
LM339 LM339 Company:Texas Instruments Remark:LM339(四路差动比较器)是在电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器,是一种常见的集成电路,主要应用于高压数字逻辑门电路。利用lm339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。 In Stock:2000
Buy
Price:call Buy
LM324 LM324 Company:Texas Instruments Remark:LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。 In Stock:300
Buy
Price:call Buy
LM358 LM358 Company:Texas Instruments Remark:LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与 电源电压无关。 In Stock:3000
Buy
Price:call Buy
LM567 LM567 Company:Texas Instruments Remark:LM567是一种常见的低价解码集成电路,其内部包含了两个鉴相器、放大器、电压控制振荡器VCO等部件。 In Stock:500
Buy
Price:call Buy

相关文章

  • 二极管的应用电路 ...
    二极管是最早诞生的半导体器件之一,其应用非常广泛。特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检...
  • 雪崩二极管的工作原理 ...
    雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离,和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件;在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。雪崩二极管常被应用于微波领域的振荡电路中,那...
  • 稳压二极管的应用电路 ...
    稳压二极管比较特殊,基本结构与普通二极管一样,也有一个PN结。由于制造工艺的不同,当这种PN结处于反向击穿状态时,PN结不会损坏(普通二极管的PN结是会损坏),在稳压二极管用来稳定...
  • GaAs二极管在高性能电源转换中的作用 ...
    GaAs二极管是一种新型宽带隙功率半导体,它为设计人员提供了一种在高性能功率转换中权衡效率和成本的方法。高压硅二极管具有较低的正向传导压降,但由于其反向恢复行为,会在电源转换器中造...
  • 二极管正负极的判断及命名规则 ...
    二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久以前,人们热衷于装配一种矿石收音机来收听无线电广播,这种矿石后来就被做成了晶体二极管。二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和...
  • 激光二极管的原理与结构 ...
    激光二极管是上世纪60年代发明的一种光源半导体激光器,又称镭射管(Laser Diode)。LASER是取"Light Amplification by Stimulated Em...

0 条评论

留言

您的邮箱地址不会被公布

 
 
   
评分: