二极管

了解开关电源,我们从二极管开始介绍。二极管是将两种类型的半导体紧压在一块构成的,这两种半导体就是N型和P型半导体,它们是用一种称作掺杂的工艺生产出来的。硅经过掺杂处理后,硅晶体中就引入了杂质,这会影响晶体的结构。掺入不同类型的杂质,将在硅中引起来些特别酷的效应,它们跟电子的流动有关。掺入另外一些杂质则将产生P型的结构,其中减少了电子,也称存在空穴。因此,我们就有了一个N型半导体,它要靠电子导电,有点费力q们还有了一种P型半导体,它要靠空穴来导电,实际上是由电子来填充空穴,也有点费力。当我们把这两种类型的半导体碰压到一起时,发生了一件很酷的事情:产生了一种单向的 电子阀门,我们称之为二极管(如图3-1所示)。

图3-1 二级管的PN结

图3-1 二级管的PN结

由于空穴和自由电子的相互作用,二级管只容许一个方向(由P到N方向,即N型中的电子往P型的空穴流动)的电流。理想的二极管奖在一个方向上导电而不会对信号产生任何影响。在实际中,需要考虑二极管的两个重要的特性:正向压降,反向击穿电压(如图3-2所示)。

图3-2 典型的二极管电压/电流响应

图3-2 典型的二极管电压/电流响应

1.正向压降

正向压降是电流从正方向流过二极管时所需要的电压数值。了解这个参数十分重要,如果你想让一个小于正向压降信号通过二极管,那你将很失望。二极管的另外一个常被忽视的参数是PN结上消耗的功率,它等于正向压降乘以流过二极管的电流。如果这个功率超出了二极管的额定W数,很快你就会看到一股烟雾冒出,二极管将被烤焦。

例如,若一个二极管的正向压降是0.7V,流过的电流是2A,则这个二极管消耗功率是1.4W(转化成了热,就像电阻一样)。有一个重要的经验法则,就是要核实你所选择的二极管能否承受其上消耗的功率。

2.反向击穿电压

尽管理想的二极管可以阻断任何大小的电压,但实际情况是,就像人一样,每个二极管都有自己能够承受的电压上限。如果反向电压加得足够高,电流就会流过二极管,发生这个现象时的电压称为击 穿电压或最大反向电压。通常这个电压是相当高的,但请注意这个电压确实是能够达到的,特别是在我们对电路中的电感或电动机进行开关操作的时候,就很容易超过这个电压。

日期:2013-08-29, 固定链接: http://www.szeya.com.cn/switching-power-supply-electrical-devices-diodes.html