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恒流二极管的原理

发布日期:2017-12-12 11:31:26 【关闭】
摘要:恒流二极管是一种能在较宽的电压范围内提供恒定电流的半异体器件,简称CRD。它是利用场效应原理制造的,实质上是个栅源短路的结型场效应管,其结构如下图所示。它有两个PN结,中间一层N区为导电沟道,其一端作为阳极A,另一端与两个P区短接后作为阴极K。显然,其工作方式类似于N沟道结型场效应管在UGS= 0时的情况。

      恒流二极管是一种能在较宽的电压范围内提供恒定电流的半异体器件,简称CRD。它是利用场效应原理制造的,实质上是个栅源短路的结型场效应管,其结构如下图所示。它有两个PN结,中间一层N区为导电沟道,其一端作为阳极A,另一端与两个P区短接后作为阴极K。显然,其工作方式类似于N沟道结型场效应管在UGS= 0时的情况。

      若阳极加正电压,阴极加负电压,则N区成为导电沟道,同时沟道两侧的PN结处于反偏状态。随着电压升髙,电流增加的同时两个反偏PN结的耗尽层也越来越厚。由于沟道的自偏压现象,靠近阳极处的耗尽层最厚,在正向电压达到恒流起始电压Us时,靠近阳极一端的沟道将被夹断。其后,电流几乎不再随电压的增加而增加,达到饱和状态,进入恒流工作区。只要电压不超过PN结的击穿电压UB,就能保持恒流。当外加电压反向时,恒流二极管相当于一个正向导通的二极管,不再起恒流作用。

gooxiancom-恒流二极管-1

恒流二极管的结构图

      恒流二极管的电路符号及伏安特性如下图所示。正向特性可分为:OA段电流I随电压U线性增加,AB段随增加但变缓,OB段总称起始区;BC段I基本上不随U变化,称为饱和区或恒流区;CD段I随U急剧增加,是击穿区。反向时,I随U的绝对值的增大而增大,不呈现电流饱和现象,它是两个正向PN结与沟道电阻并联的结果。

gooxiancom-恒流二极管-2

恒流二极管符号及伏安特性

      恒流二极管虽然是根据结型场效应管原理制造的,但要求却不同于结型场效应管。恒流二极管主要着眼于如何保证在较大的电压和温度范围内,电流变化最小。因此,在制造材料、图形设计和制造工艺上都有其独特之处。

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