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雪崩二极管原理_雪崩二极管效果

本站为您提供的雪崩二极管原理_雪崩二极管作用,雪崩二极管是利用半导体PN结中的雪崩倍增效应及载流子的渡越时间效应产生微波振荡的半导体器件。如果在二极管两端加上足够大的反向电压,使得空间电荷区展宽,从N+P结处一直展宽到IP+结处。

  雪崩二极管原理

  雪崩二极管是使用半导体PN结中的雪崩倍增效应及载流子的渡越时刻效应发作微波振动的半导体器材。如果在二极管两头加上足够大的反向电压,使得空间电荷区展宽,从N+P结处一向展宽到IP+结处。整个空间电荷区的电场在N+P处最大。假定在N+P结邻近一个小区域内,电场强度超过了击穿电场,则在这个区域内就发作雪崩击穿。发作雪崩击穿的这一区域称为雪崩区。在雪崩区以外,因为电场强度较低,因而不发作雪崩击穿。载流子只在电场效果下以必定的速度作漂移运动。载流子作漂移运动的区域称为漂移区。载流子经过漂移区所需求的时刻称作渡越时刻。下面来剖析一下雪崩二极管发作微波振动的进程。

  如果在二极管上所加的反向电压上迭加上一个交变电压。在交变电压正半周内,雪崩区中的电场大到足以发作磕碰电离而发作很多的电子一空穴对。其间电子很快被电场扫入N+区,而空穴则以必定速度进入漂移区。进入漂移区的雪崩电流改变状况。跟着交变电压的增大,进入漂移区的雪崩电流将敏捷增大。当交变电压从最大值逐渐减小时,雪崩电流不光没有减小反而持续增大。并且能够看出,当交变电压减小到零时,雪崩电流到达最大值。这是因为因为雪崩现象所发作的电子和空穴,不只与电场强度有关,并且还与发作磕碰的载流子数目有关。

  因而,即便交变电压已从最大值开端下降,但在此曾经现已发作了很多的电子和空穴,这些电子和空穴仍能够经过磕碰不断发作新的电子和空穴。所以在电场大于雪崩电场的整个期间内,电子和空穴的数目都将不断地添加。只要电场削减到雪崩电场以下,也便是交变电压进入负半周后,雪崩电流才开端削减。这样,雪崩发作的电流在时刻上落后交变电压四分之一周期,或在相位上落后90°。载流子进入漂移区后开端了渡越进程。在渡越时刻内,外电路中呈现了电流。跟着雪崩电流的增大,外电路感应电流不断增大。因为雪崩发作的空穴是以必定的速度经过漂移区的,雪崩电流到达最大值时,外电路感应电流并没有到达最大值。雪崩电流从最大值下降时,不断漂移过来的载流子使外电路感应电流持续增大。当雪崩电流下降到必定值时,外电路感应电流才到达极大值,然后开端下降。因而外电路感应电流比雪崩电流在时刻上有所落后。能够使用恰当的器材和电路设计,使外电路感应电流比雪崩电流落后四分之一周期,或相位上落后90°这样,就能够看出外电路感应电流比交变电压落后半个周期或180°。

  关于一个电阻,如果在它的两头加上交变电压,则在电阻中就有交流电经过。交变电压和交流电是同相位的,即电压增大,电流一起增大;电压到达最大值时,电流也一起到达最大值由压为零时,电流一起为零。关于雪崩二极管,外电路感应电流比交变电压落后半个周期或180°,也便是说,电流和电压的相位相反。这时的电流电压联系正好与电阻中的电流电压联系相反。当加在元件或电路上的电压添加时,电流反而下降,这种现象就称为“负阻”。应该指出,“负阻”这个名词是为了阐明在元件或电路中,电流和电压的特殊联系而引入的一个概念,并非表明“负”的电阻。关于一个电阻,电流流过电阻要耗费能量,而负阻则能弥补能量,因而它能保持一个谐振回路作振动。使用雪崩二极管的负阻现象能够发作微波振动。

  除了上面介绍的一种振动形式外,还有其他多种形式发作振动的雪崩二极管。雪崩二极管的特点是能够发作较大的微波功率,但它的噪声较大。雪崩二极管作为固体微波功率源现在已广泛应用于本振、参量放大器的泵源等电子设备中。

雪崩二极管原理_雪崩二极管效果

  雪崩二极管效果

  雪崩二极管是一种负阻器材,特点是输出功率大,但噪声也很大。首要噪声来自于雪崩噪声,是因为雪崩倍增进程中发作电子和空穴和无规则性所引起的,其性质和散弹噪声相似。

  雪崩击穿是在电场效果下,载流子能量增大,不断与晶体原子相碰,使共价键中的电子激起构成自由电子-空穴对。新发作的载流子又经过磕碰发作自由电子-空穴对,这便是倍增效应。1生2,2生4,像雪崩相同添加载流子。

  它是在外加电压效果下能够发作高频振动的晶体管。发作高频振动的作业原理是:使用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需求必定的时刻,所以其电流滞后于电压,呈现延迟时刻,若恰当地操控渡越时刻,那么,在电流和电压联系上就会呈现负阻效应,然后发作高频振动。它常被应用于微波范畴的振动电路中。

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