雪崩二极管指的是什么(雪崩二极管的概念)

雪崩二极管指的是什么?

  雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件。  雪崩击穿是在电场作用下,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发形成自由电子-空穴对。新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对,这就是倍增效应。1生2,2生4,像雪崩一样增加载流子。  齐纳击穿完全不同,在高的反向电压下,PN结中存在强电场,它能够直接破坏共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对,形成大的反向电流。齐纳击穿需要的电场强度很大。只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。

雪崩渡越时间二极管振荡器是什么?

雪崩二极管,亦称为“碰撞雪崩渡越时间二极管”。是一种在外加电压作用下可以产生超高频振荡的半导体二极管。1958年由美国W.T.里德提出,所以又称里德二极管。这类二极管有各种结构:里德结构(即P NIN )、肖特基结构(M-N-N )高-低-高结构(H-L-H)、双漂移结构(DDR或P PNN )等。所用材料主要有硅和砷化镓。除了PN结雪崩渡越二极管外,由于其工作机理的差别,还有俘获等离子体雪崩触发渡越时间二极管,金属-半导体-金属势垒渡越二极管,隧道雪崩渡越二极管等。
雪崩二极管的工作原理是:利用p-n结的雪崩击穿在半导体中注入载流子,这些载流子渡越过晶片流向外电路。由于这一渡越需要一定的时间,因而使电流相对于电压出现一个时间延迟,适当控制渡越时间,在电流和电压的关系上会出现负阻效应,因而能够产生振荡。
雪崩二极管具有功率大、效率高等优点。雪崩渡越二极管及其功率源可达到极高的工作频率,从几百兆赫至300吉赫都可以获得一定的微波功率。特别在毫米波波段,它是现代功率最大的固体器件,可连续波工作或脉冲工作,广泛地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中。。其缺点是噪声比电子转移器件稍高。用雪崩渡越二极管制成的雪崩振荡器和锁定放大器用于微波通信、雷达、战术导弹。
微波振荡器是在通信、雷达、电子对抗及测试仪器等各种微波系统中被广泛应用的重要部件之一。近年来,随着微波半导体器件的迅速发展,微波固态振荡器也得到迅速发展。
目前已有晶体管振荡器(包括双极晶体管振荡器和场效应管振荡器)、转移电子振荡器(体效应振荡器)、雪崩二极管振荡器和隧道二极管振荡器等多种形式。其中隧道二极管振荡器因输出功率小、稳定性差几乎被淘汰。体效应振荡器和雪崩二极管振荡器发展极为迅速。如雪崩二极管振荡器振荡频率可高达几百吉赫以上;输出功率最大可达几十瓦以上;脉冲峰值功率,如限累二极管振荡器可高达几千瓦;微波三极管振荡器的效率最高,可达50%。各种微波固态振荡器各有不同的特点,可根据要求来选用。在毫米波频段,广泛采用雪崩管振荡器和耿氏管振荡器,与耿氏管相比雪崩管可获得更大的功率和更高的效率。
雪崩二极管的雪崩倍增效应和渡越时间效应使得它具有负阻特性,其小信号阻抗ZD为:
式中RD、XD为雪崩管电阻和电抗;
Cd、θ为漂移区电容和渡越角;
La、Ca是雪崩区电感和电容;
ωa是雪崩频率。
为了产生振荡,二极管的小信号电阻必须为负,而且其绝对值应大于负载电阻。当工作频率ω给定时,这一条件可以通过调节偏流密度从而改变雪崩频率来满足。随着振荡幅度I的增加,由于空间电荷对电场的影响,二极管阻抗发生变化,它是振幅和频率的函数,但由于它通常是频率的慢变化函数,所以在振荡器工作频率范围内,可不考虑频率的影响。当器件阻抗与电路阻抗满足以下条件,振荡器处于稳定振荡状态。
式中Z(ω)为电路阻抗;
ZD(I)为雪崩管阻抗;
如果由于外界改变使振荡器的电抗发生变化,为了满足相位平衡,在谐振条件下,由外界因素引起的电抗的变化应该由频率变化所产生的电抗变化来补偿,假定外界的变化为Δα,则
式中R、X为电路电阻和电抗;
由此可见,回路电抗随外界因素变化率越大,频率稳定度越差;回路的有载品质因数越高,则频率稳定度越高。
一般来说,雪崩管振荡器的缺点是频率稳定度较差。

雪崩二极管是干啥用的?

雪崩二极管是一种负阻器件,特点是输出功率大,但噪声也很大。

主要噪声来自于雪崩噪声,是由于雪崩倍增过程中产生电子和空穴和无规则性所引起的,其性质和散弹噪声类似。雪崩噪声是雪崩二极管振荡器的噪声远高于其它振荡器的主要原因。用于稳压2级管

硅雪崩二极管工作原理?

硅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。整个空间电荷区的电场在N+P处最大。

假定在N+P结附近一个小区域内,电场强度超过了击穿电场,则在这个区域内就发生雪崩击穿。发生雪崩击穿的这一区域称为雪崩区。在雪崩区以外,由于电场强度较低,因而不发生雪崩击穿。

载流子只在电场作用下以一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。载流子通过漂移区所需要的时间称作渡越时间。

雪崩二极管的判断方法?

检测方法

①电阻测量法

用万用表1k挡。光电二极管正向电阻约10MΩ左右。在无光照情况下,反向电阻为∞时,这管子是好的(反向电阻不是∞时说明漏电流大);有光照时,反向电阻随光照强度增加而减小,阻值可达到几kΩ或1kΩ以下,则管子是好的;若反向电阻都是∞或为零,则管子是坏的。

②电压测量法

用万用表1V档。用红表笔接光电二极管”+”极,黑表笔接”—”极,在光照下,其电压与光照强度成比例,一般可达0.2—0.4V。

③短路电流测量法

用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管”+”极,黑表笔接”—”极,在白炽灯下(不能用日光灯),随着光照增强,其电流增加是好的,短路电流可达数十至数百μA。

在实际工作中,有时需要区别是红外发光二极管,还是红外光电二极管(或者是光电三极管)。其方法是:若管子都是透明树脂封装,则可以从管芯安装外来区别。红外发光二极管管芯下有一个浅盘,而光电二极管和光电三极管则没有;若管子尺寸过小或黑色树脂封装的,则可用万用表(置1k挡) 来测量电阻。用手捏住管子(不让管子受光照),正向电阻为20-40kΩ,而反向电阻大于200kΩ的是红外发光二极管;正反向电阻都接近∞的是光电三极管;正向电阻在10k左右,反向电阻接近∞的是光电二极管。

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