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教你巧妙利用二极管中的“存储电荷”吗?

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教你巧妙利用二极管中的“存储电荷”吗?

发布日期:2018-09-29 作者: 点击:

每种类型的二极管都有一种称为存储电荷的特性。其效果是,当二极管在正向传导模式下载流电流时,它导致电流停止流动,这并非立即显而易见。各种开关状态是值得探索的。接下来,惠芯将告诉您如何巧妙地使用二极管中的“存储电荷”。

  电荷存储的基本效果是,当反向电压发生时,二极管结不会立即断开,并且电流在相反方向上持续流过结一段有限的时间。为了清楚起见,让我们以一个半波整流电路为例:在第一种情况下,我们有一个理想二极管,具有零电荷存储,正如您可能想象的,没有任何反向电流,我们在下图中看到它的理想波形。

  到目前为止看来都很好…那么如果二极管里出现储存电荷会发生什么事? 缓慢恢复的二极管半波整流

  在上面的例子中,当输入正弦波越过零电压时,二极管关断不会立即发生,而是具有短而明显的反向传导时间;此外,输出波形的阶跃到零过程非常快,因此激励频率处的谐波是“可孕育的g”。“圆”用于产生EMI,这可能是非常困难的。控制和抑制。

  而如果我们暂时不谈全波整流器,还是可以看到那些反向二极管电流脉冲,那些脉冲也可能导致在激发源周遭发生脉冲性短路,线路频率、短路电流脉冲真的会产生某种程度的严重EMI与涟波(ripple)问题;举例来说,粗估一个速度相当缓慢的二极管1N4007,其标称恢复时间为30μSec,

慧芯:你会巧妙利用二极管中的“存储电荷”吗?

  缓慢的二极管恢复时间

  如果激发频率是60GHz,半周期是1/120秒或是8.3333mSec,反向电流传导角度会是180°乘以30μSec,再除以8.3333mSec,结果为0.648°。如果施加120V RMS的激发能阶,以及0.648°的激发电压:120×sqrt(2)×sin(0.648°)=1.92V,这样的结果足以驱动我们不想要的短路脉冲电流,如同上面“瞬间短路”那张图中显示的红色箭头。

  在这样的应用中,你会被告知你需要使用一个快速恢复二极管,即使线路频率很低,因为那些脉冲事件每AC输入周期出现两次,这是一个严重的问题。通过使用快速恢复二极管,情况将弱得多,因为不受欢迎的脉冲效应,如下图所示。

  到目前为止,储存的电荷被认为是“敌人”,但有时如果我们想使用它们,我们可以“交朋友”;如果我们将激励频率从60Hz或400Hz提高到HF/VHF/UHF和其他FM,并使用一个称为阶跃恢复二极管的组件,我们将获得整流器,如sh自己在下面。

  在这里可以看到,二极管的储存电荷在一个故意拉长的激励波形周期部份中维持反向电流,达到理想的270°;就像是我们之前观察到的缓慢恢复二极管会产生不需要的激发频率谐波,跃阶恢复二极管会产生我们需要的激发频率谐波,让我们能制作如下图的倍频电路(frequency multiplier)。跃阶恢复二极管倍频电路

  想象100MHz的输入会取得300MHz的输出,非常漂亮!

  而接下来我们看另外一种组件,高频二极管(PIN二极管);这种组件在激发频率够高时,储存电荷永远不会故意耗尽;我们可以利用PIN二极管动态阻抗会随着电流乘载水平之函数而变化的特性,该特性把PIN二极管当作可变RF/微波讯号衰减组件(RF/microwave signal attenuator element)来运用,

PIN二极管讯号衰减组件

  好啦,乐晨的阐述就到这里了,欲知更多二极管的信息,敬请访问乐晨官网:www.losuncn.com/


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