PN结与电力二极管的工作原理

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所属分类:电力配电知识
基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样
 以半导体PN结为基础
 由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的
 从外形上看,主要有螺栓型和平板型两种封装

图1 电力二极管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
PN结的反向截止状态,PN结的单向导电性;
PN结的反向击穿:
有雪崩击穿和齐纳击穿两种形式,可能导致热击穿。
PN结的电容效应:
PN结的电荷量随外加电压而变化,呈现电容效应,称为结电容CJ,又称为微分电容。结电容按其产生机制和作用的差别分为势垒电容CB和扩散电容CD
势垒电容只在外加电压变化时才起作用,外加电压频率越高,势垒电容作用越明显。势垒电容的大小与PN结截面积成正比,与阻挡层厚度成反比
而扩散电容仅在正向偏置时起作用。在正向偏置时,当正向电压较低时,势垒电容为主正向电压较高时,扩散电容为结电容主要成分
结电容影响PN结的工作频率,特别是在高速开关的状态下,可能使其单向导电性变差,甚至不能工作,应用时应加以注意。
造成电力二极管和信息电子电路中的普通二极管区别的一些因素:
 正向导通时要流过很大的电流,其电流密度较大,因而额外载流子的注入水平较高,电导调制效应不能忽略
 引线和焊接电阻的压降等都有明显的影响
 承受的电流变化率di/dt较大,因而其引线和器件自身的电感效应也会有较大影响
 为了提高反向耐压,其掺杂浓度低也造成正向压降较大。
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