NTC溫度傳感器二極管的反向偏置接法解析
發(fā)布時間：2018/1/10 訪問人數(shù)：1900次
什么是反向偏置
與正向偏置相比，交換電源的正、負(fù)極位置，即P區(qū)接電源負(fù)極，N區(qū)接電源正極，就構(gòu)成了PN結(jié)的反向偏置。
在一些二極管的重要應(yīng)用中，器件常常要在高阻和低阻兩種狀態(tài)之間高速交替變化。在這些應(yīng)用中，電路中的某些電壓波形呈現(xiàn)脈沖形式，即在高電平（通常為5v）和低電平（通常為0V）之間變化的方波，這些高低電壓信號的轉(zhuǎn)換頻率是很高的，使得二極管在“開”與“關(guān)”兩種狀態(tài)之間高速轉(zhuǎn)換。一個電阻和一個硅二極管相連時，當(dāng)電源電壓從0V和5v交替變化時，電阻兩端的電流也在交替變化。當(dāng)e （z）=5v時，二極管處于正向偏置狀態(tài)，處于導(dǎo)通狀態(tài)，釘電流流過電阻，電阻兩端電壓等于5-0.7=4.3v。當(dāng)e（j）=0V時．二極管處于高阻狀態(tài)，也就是截止?fàn)顟B(tài)；因為沒有電流流過電阻，電阻兩端電壓等于零。這種模式非常類似于整流器的作用．這就是數(shù)字電路中的兩種極端狀態(tài)——高電平和低電平。換句話說，就是設(shè)想所合電壓值都是這兩種狀態(tài)中的一個。因為二極管在這些電路中的作用就是在不同電壓水平下導(dǎo)通或截止，因而這一應(yīng)用也稱為開關(guān)電路。
二極管的反向偏置接法解析
典型的二極管開關(guān)電路包括兩個或多個二極管，每—個二極管與一個獨立的電壓源相連。要正確理解開關(guān)電路的操作過程，就首先要確定每一個二極管是由哪一個電壓源決定的，哪個處于導(dǎo)通狀態(tài)，哪個處于截止?fàn)顟B(tài)。正確辨別處于哪種狀態(tài)的關(guān)鍵是：如果二極管的陽極相較于陰極電位是正的，它就處于正向偏置狀態(tài)，也就是說當(dāng)二極管的陽極電位（相對于地）比陰極（相對于地）電位高，它就處于正向偏置狀態(tài)。當(dāng)然，也可以說成二極管的陰極電位（相對于地）比陽極（相對于地）電位低。相反，如果想讓二極管處于反向偏置狀態(tài)，就讓二極管的陽極相較于陰極電位是負(fù)的，也相當(dāng)于二極管的陰極相較于陽極是正的。
原理
PN結(jié)反向偏置時，外加電場與空間電荷區(qū)的內(nèi)電場方向一致，同樣會導(dǎo)致擴散與漂移運動平衡狀態(tài)的破壞。外加電場驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走，使空間電荷區(qū)變寬，內(nèi)電場增強，造成多數(shù)載流子擴散運動難于進(jìn)行，同時加強了少數(shù)載流子的漂移運動，形成由N區(qū)流向P區(qū)的反向電流。但由于常溫下少數(shù)載流子恒定且數(shù)量不多，故反向電流極小。電流小說明PN結(jié)的反向電阻很高，通常可以認(rèn)為反向偏置的PN結(jié)不導(dǎo)電，基本上處于截止?fàn)顟B(tài)，這種情況在電子技術(shù)中稱為PN結(jié)的反向阻斷。當(dāng)外加的反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化。這是因為反向電流是由少子漂移形成的，在熱激發(fā)下，少子數(shù)量增多，PN結(jié)反向電流增大。換句話說，只要溫度不發(fā)生變化，少數(shù)載流子的濃度就不變，即使反向電壓在允許的范圍內(nèi)增加再多，也無法使少子的數(shù)量增加，反向電流趨于恒定，因此反向電流又稱為反向飽和電流。值得注意的是，反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設(shè)計電路時，必須考慮溫度補償問題。
二極管的反向偏置接法解析
二極管的反向性
外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流。由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。一般硅管的反向電流比鍺管小得多，小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級，小功率鍺管在μA數(shù)量級。溫度升高時，半導(dǎo)體受熱激發(fā)，少數(shù)載流子數(shù)目增加，反向飽和電流也隨之增加。
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