開關(guān)二極管實(shí)用知識及應(yīng)用電路分析

用于電子開關(guān)電路中的二極管稱為開關(guān)二極管。

開關(guān)二管同普通的二極管一樣,也是一個PN結(jié)的結(jié)構(gòu),不同之處是要求這種二極管的開關(guān)特性要好。

小電流的開關(guān)二極管通常有點(diǎn)接觸型和鍵型等,也有在高溫下還可能工作的硅擴(kuò)散型、臺面型和平面型二極管。2AK型點(diǎn)接觸型為中速開關(guān)管,2CK型平面接觸型為高速開關(guān)管,肖特基(SBD)硅大電流開關(guān)管正向壓降小、速度快、效率高。肖特基型二極管的開關(guān)時間特短,因而是理想的開關(guān)二極管。

1.開關(guān)特性

當(dāng)給開關(guān)二極加上正向電壓時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),這相當(dāng)于開關(guān)的通態(tài)。當(dāng)給開關(guān)二極管加上反向電壓時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài),這相當(dāng)于開關(guān)的斷態(tài)。開關(guān)二極管就是利用這種特性,且通過制造工藝,使這種二極管的開關(guān)特性更好,即開關(guān)速度更快,PN結(jié)的結(jié)電容更小,導(dǎo)通時的內(nèi)阻更小,截止時的電阻更大。

(1)開通時間。開關(guān)二極管從截止到加上正向電壓后的導(dǎo)通要有一段時間,這一時間稱為開通時間。要求這一時間愈短愈好。

(2)反向恢復(fù)時間。開關(guān)二極管在導(dǎo)通后,去掉正向電壓,二極管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止所需要的時間稱為反向恢復(fù)時間。要求這一時間愈短愈好。

(3)開關(guān)時間。開通時間和反向恢復(fù)時間之和,稱為開關(guān)時間。要求這一時間愈短愈好。

2.開關(guān)二極管典型應(yīng)用電路分析

如圖7-48所示是一種典型的二極管開關(guān)電路。電路中的VD1為開關(guān)二極管,電L1和電容C1構(gòu)成一個LC并聯(lián)諧振電路。

(1)開關(guān)S1斷開時,直流電壓+V無法加到VD1的正極,這時VD1截止,其正極與負(fù)極之間的電阻很大,相當(dāng)于VD1開路,這樣C2不能接入電路,L1只是與C1并聯(lián)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路。

(2)開關(guān)S1接通時,直流電壓+V通過S1和R1加到VD1的正極,使VD1導(dǎo)通,其正極與負(fù)極之間的電阻很小,相當(dāng)于VD1的正極與負(fù)極之間接通,這樣C2接入電路,且與電容C1并聯(lián),L1與C1、C2構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電咯。

上述兩種狀態(tài)下,由于LC并聯(lián)諧振電路中的電容不同,一種情況只有C1,另一中情況C1與C2并聯(lián),在電容量不同的情況下LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率不同。所以,VD1所在電路的真正作用是控制LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。