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挖掘肖特基二極體的作用及其接法

 

  1、整流

  利用肖特基二極體單向導電性,可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈衝直流電。

  在電路中,電流只能從肖特基二極體的正極流入,負極流出。P區的載流子是空穴,N區的載流子是電子,在P區和N區間形成一定的位壘。外加電壓使P區相對N區為正的電壓時,位壘降低,位壘兩側附近產生儲存載流子,能通過大電流,具有低的電壓降(典型值為0.7V),稱為正向導通狀態。若加相反的電壓,使位壘增加,可承受高的反向電壓,流過很小的反向電流(稱反向漏電流),稱為反向阻斷狀態。

  肖特基二極體主要用於各種低頻半波整流電路,全波整流。整流橋就是將整流管封在一個殼內了。分全橋和半橋。全橋是將連線好的橋式整流電路的四個肖特基二極體封在一起。半橋是將四個肖特基二極體橋式整流的一半封在一起,用兩個半橋可組成一個橋式整流電路,一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路;在整流橋的每個工作週期內,同一時間只有兩個肖特基二極體進行工作,通過肖特基二極體的單向導通功能,把交流電轉換成單向的直流脈動電壓。

 

        

  2、開關

  肖特基二極體在正向電壓作用下電阻很小,處於導通狀態,相當於一隻接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處於截止狀態,如同一隻斷開的開關。利用肖特基二極體的開關特性,可以組成各種邏輯電路。

  由於肖特基二極體具有單向導電的特性,在正偏壓下PN接面導通,在導通狀態下的電阻很小,約為幾十至幾百歐;在反向偏壓下,則呈截止狀態,其電阻很大,一般矽肖特基二極體在10ΜΩ以上,鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性,肖特基二極體將在電路中起到控制電流接通或關斷的作用,成為一個理想的電子開關。

  最基本的開關電路如圖所示,在這個電路中,肖特基二極體的兩端分別通過電阻連線到Vcc和GND上,肖特基二極體處於反向偏置的狀態,不會導通。通過C1點施加的交流電壓就無法通過肖特基二極體,在C2後無法檢測到交流成分。

  在這張圖中,肖特基二極體的接法與上圖相反,處於正向導通狀態的肖特基二極體可以使得施加在C1點的交流訊號通過肖特基二極體,並在C2的輸出出呈現出來。這就是二極體導通時的狀態,我們也可稱它為開關的“導通”狀態。

  這是一個最簡單的電路,通過直流偏置的狀態來調節肖特基二極體的導通狀態。從而實現對交流訊號的控制。在實用的過程中,通常是保證一邊的電平不變,而調節另一方的電平高低,從而實現控制二極體的導通與否。在射頻電路中,這種設計多會在提供偏置的線路上加上防止射頻成分混入邏輯/供電線路的措施以減少干擾,但總的來說這種設計還是很常見的。

        

  3、限幅

  所謂限幅肖特基二極體就是將訊號的幅值限制在所需要的範圍之內。由於通常所需要限幅的電路多為高頻脈衝電路、高頻載波電路、中高頻訊號放大電路、高頻調製電路等,故要求限幅肖特基二極體具有較陡直的U-I特性,使之具有良好的開關效能。

  限幅肖特基二極體的特點:1、多用於中、高頻與音訊電路;2、導通速度快,恢復時間短;3、正偏置下二極體壓降穩定;4、可串、並聯實現各向、各值限幅;5、可在限幅的同時實現溫度補償。

  肖特基二極體正向導通後,它的正向壓降基本保持不變(矽管為0.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把訊號幅度限制在一定範圍內。

  如圖所示。當vI小於肖特基二極體導通電壓時,二極體不導通,vO?vI;當vI超過肖特基二極體的導通電壓vD,二極體導通,其兩端電壓就是vD。由於二極體正向導通後,其兩端電壓變化很小,所以當vI有很大變化時,vO的值卻被限制在一定範圍內。這種電路可用來減少某些訊號的幅值,以適應不同的要求或保護電路中的元器件。

        

  4、續流

  肖特基二極體並聯線上兩端,當流過線圈中的電流消失時,線圈產生的感應電動勢通過二極體和線圈構成的迴路做功而消耗掉.從而保護了電路中的其它原件的安全.續流二極體在電路中反向並聯在繼電器或電感線圈的兩端,當電感線圈斷電時其兩端的電動勢並不立即消失,此時殘餘電動勢通過一個肖特基二極體釋放,起這種作用的二極體叫續流二極體。電感線圈、繼電器、可控矽電路等都會用到續流二極體防止反向擊穿現象。

  凡是電路中的繼電器線圈兩端和電磁閥介面兩端都要接續流二極體。接法如上面的圖,肖特基二極體的負極接線圈的正極,肖特基二極體的正極接線圈的負極。不過,你要清楚,續流二極體並不是利用肖特基二極體的反方向耐壓特性,而是利用肖特基二極體的單方向正向導通特性。

        

  5、檢波

  檢波(也稱解調)肖特基二極體的作用是利用其單向導電性將高頻或中頻無線電訊號中的低頻訊號或音訊訊號取出來,廣泛應用於半導體收音機、收錄機、電視機及通訊等裝置的小訊號電路中,其工作頻率較高,處理訊號幅度較弱。

  檢波肖特基二極體在電子電路中用來把調製在高頻電磁波上的低頻訊號(如音訊訊號)檢出來。一般高頻檢波電路選用鍺點接觸型檢波二極體。它的結電容小,反向電流小,工作頻率高。

        

  6、變容

  變容肖特基二極體(VaractorDiodes)又稱"可變電抗二極體",是利用pN結反偏時結電容大小隨外加電壓而變化的特性製成的。反偏電壓增大時結電容減小、反之結電容增大,變容肖特基二極體的電容量一般較小,其最大值為幾十皮法到幾百皮法,最大區容與最小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動調諧、調頻、調相等、例如在電視接收機的調諧迴路中作可變電容。

  當外加順向偏壓時,有大量電流產生,PN(正負極)結的耗盡區變窄,電容變大,產生擴散電容效應;當外加反向偏壓時,則會產生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的產生,所以在應用上均供給反向偏壓。