二極管導通AB兩端的控制條件藏在A中,而三極管卻是藏在C中。
1.單向開關
本文引用地址:http://2s4d.com/article/202401/454800.htm二極管,連接AB兩端的管子。像一個開關,閉合導通,斷開分離。二極管中的PN結充當開關的閥門。AB兩端的壓差超過0.7V時,開關打開,管子導通。
值得注意的是,
二極管導通AB兩端的控制條件藏在A中,而三極管卻是藏在C中。
對器件爛熟于于心,最好的方式莫過于搞懂他的曲線,這,是他的一生!
下圖清晰地呈現(xiàn)了二極管的閉合條件:超過閾值電壓0.7V,兩極的電流陡然增加,通了!同時,也呈現(xiàn)了損壞條件:給足反向電壓,同樣會使PN結導通(反向導通),對普通二極管而言,這是一種不可逆轉的破壞。
正向導通,稱為正偏,此時極小的電壓增量都會帶來電流的顯著變化。
反向施壓,稱為反偏,一旦超過最大反向擊穿電壓,伴隨的雪崩效應會產(chǎn)生很大的電流損壞二極管。
對理應該處于正偏狀態(tài)的二極管進行故障診斷,如果測得的正向壓降遠大于0.7V,為開路損壞
2.二極管的WorstCase需要哪些參數(shù)?
WorstCase就是檢驗真理的最好手段。
為此,首先要搞明白二極管的基本參數(shù)有哪些?
其次要知道常見的二極管模型是什么樣子的,最后才能合而為一,形成合力。
以楊杰電子M1型二極管為例(
https://item.szlcsc.com/212727.html)
參數(shù)1:最大反向擊穿電壓
外部施加的反向電壓的極限,一旦擊穿,具有破壞性。揚杰M1型二極管具有50V的反向擊穿電壓,在可靠性設計中,在安全系數(shù)為2的前提下,所設計的電路所施加的反向擊穿電壓將不得超過25V。
參數(shù)2:最大反向電流
在最大額定反向電壓的條件下測得,包含器件的漏電流和熱致飽和電流。
跟參數(shù)1是一對。
參數(shù)3:最大正向電流
保證二極管不會因為功率過大而燒毀的正向電流邊界值。同樣,需要考慮一定的安全系數(shù)。電流增大,功耗就會增大,溫度就會上升,會影響器件的性能。
研究表明,實際參數(shù)越接近最大額定值,器件壽命越短
參數(shù)4:最大正向壓降
在最大正向電流的條件下測得。揚杰M1型二極管的正向壓降為1.1V,在正向電流1A條件下測得。
理想等效模型如下圖所示。簡單地將二極管看成一個純理想開關,通了就通了,不帶有一絲損耗。
二階等效模型如下圖所示,需要考慮二極管的0.7V導通壓降,這也是最常用的等效。
三階等效模型如下圖所示,根據(jù)歐姆定律的推論:有電流的地方必有電阻。因此,三階等效就引入了二極管的體電阻,這個參數(shù)在WorstCase計算中會被用到。
體電阻的計算利用的是兩點法,如下所示
其中,I2和I1分別是閾值電壓V2和正向導通電壓V1所對應的電流值。
閾值電壓為0.7V,對應的電流約0A。
結合下圖電路,我們嘗試進行一個簡單的WorstCase計算
MIN值考慮二極管對100R的最大影響,就是越接近真實越好,因此需要考慮三階近似,再加上電源、電阻本身的最小參數(shù)值。即在一個小圈里面,二極管占了半壁江山,所剩無幾。
NOM值,考慮常識,用電源、電阻的常規(guī)值,直接減去一個0.7V
MAX值和MIN剛好對立,在一個大圈里,二極管的影響微乎其微。
3.故障診斷
完好的二極管,導通后具有小于1Ω的阻抗,實際上就是體電阻。
正常狀態(tài)的二極管反向電阻很高,正向電阻很小,兩者的比例大約在1000倍左右。用萬用表測量,使得二極管正偏,得到0.5~0.7V左右的正向電壓;令二極管反偏,則顯示1(溢出)。
短路狀態(tài)的二極管反向電阻和正向電阻一樣小。用萬用表測量,任何一個方向都有小于0.5V的電壓。
開路狀態(tài)的二極管正向電阻和反向電阻一樣大。用萬用表測量,任何一個方向都顯示1(溢出)。
電壓表的二極管檔位,其本質是一個恒流源。接上任何器件,都能提供約1mA的電流
4.初探負載線
和伏安特性曲線不同,負載線方程是線性方程,得到的曲線是連接兩個極端的線,如下所示。
所用電路,如上圖所示。Vs為電源電壓,R0為電路中除二極管以外的等效電阻,Vd為二極管兩端的電壓。
極端1:二極管短路,則Vd=0,得到一個點
極端2:二極管開路,則Vd=Vs,得到一個點
在伏安特性曲線中,連接該兩點,便是二極管的負載線,如下圖所示。
負載線跟伏安特性曲線的交點,稱之為二極管的靜態(tài)工作點,是指最適合二極管工作于該電路的參數(shù)值。
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