肖克利二极管符号
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肖克利二极管的结构、工作及应用

肖克利二极管是一个四层(P-N-P-N)半导体器件。就像Pn结二极管它以正向偏压传导,以反向偏压停止传导。主要区别于传统二极管和肖克利二极管,当正向电压超过击穿电压时,它开始导电。这是一个活性成分.它是以发明者的名字命名的威廉·布拉德福德肖克利。

肖克利是第一个发明的半导体器件,这是一个pnpn二极管.(二极管和符号的类型)它等价于a晶闸管没有门。由于有许多替代器件如Diac、可控硅、可控硅等,肖克利二极管的应用并不广泛。这些器件的工作原理是肖克利二极管。

它是一个两个终端设备,因此它被称为二极管.它被用作开关,它也有两种工作状态掉了。因为它的结构,它也被称为PNPN二极管。这是一个两个终端设备,因此它被称为二极管。

肖克利二极管的构造

它是由四层半导体材料夹在中间形成的。NPNP或PNPN反之亦然。由于四层的扩散形成了三个结。内部结构和符号如图所示。

肖克利二极管符号

肖克利二极管的构造也可以由双晶体管类比

四层二极管的两晶体管等效电路如图所示。的pnpn二极管被分成两个部分,这是分开的机械但连接.结果表明,四层二极管可以看作是两个背靠背连接的晶体管。晶体管第一季度是一个PNP型晶体管和一个晶体管第二季是一个NPN型晶体管。的收集器一个晶体管的连接基地反之亦然。

结J1是发射极基结J2基极-集热器收集器基地结j3是基地发射器结。结J2对两个晶体管都是共用的。

在正向偏置模式下,结J1和J3为向前有偏见的结J2是反向偏置.肖克利二极管工作在仅正向偏置模式.在反向偏置模式下,结J1和J3为反向偏置,结J2为向前有偏见的。在反向如果反向电压高于击穿电压,则产生偏置二极管损坏。

肖克利二极管,两个晶体管

肖克利二极管工作原理:

一个)。正向偏置操作:

由于有四个交替层,所以有三个路口在二极管中。当外部电压施加到阳极时积极的关于阴极, J1和J3为正向偏压结J2是反向偏置
外部施加的电压几乎完全穿过反向偏压结J2.非常小的电流(泄漏电流)将流过二极管。
当我们增加外部电压时,二极管电流缓慢增加。这将持续到一个叫做"放电电压或"火花电压Vbo.当电流增加到一个特定的值时,二极管切换到在状态。这个current值被称为保持电流在肖克利二极管。

一旦施加的电压等于导通电压,二极管电流急剧增加,整个器件的电压急剧下降。
这是由于结J2击穿在击穿电压。
因此在断点p-n-p-n二极管从OFF状态切换到ON状态。这体现在VI特性中。

b。)反偏时操作:


当反向偏置时,p-n-p-n二极管就像一个典型的p-n结二极管。J1和J3交界处是反向偏置结J2是正向偏压.流过器件的电流非常小泄漏电流。
如果反向电压达到反向击穿电压,则设备击穿,并有大电流流过它,二极管得到损坏的

二极管提供的电阻:


四层二极管基本上起着开关的作用。因此它有两个稳态。在反向偏置中,它就像一个打开的开关,并提供非常高的电阻,通常为100 MΩ。当正向偏置时,它相当于一个闭合开关,并提供一个小于10Ω的电阻。

肖克利二极管的V-I特性

肖克利二极管的Vi特性

相反的特点:

当电压反向施加时,结J1和J3是反向偏置的。在高反向电压下,击穿将发生在这些结点上。这个电压称为反向雪崩电压VgA。当反向电压小于Ve时。一个小泄漏电流通过设备,由于热生成minonty嘉联易
因此,这种反向电流与温度有关。反向特性的形状与p-n结二极管的形状相同。


特点:


正向特征可分为两类:

1.截止区域或向前阻塞区域。

2.负阻力区。

3.饱和区域。
当四层二极管正向偏置时,有一个小的正向电流流过,直到电压达到导通电压Vbo,对应的电流为Ibo。
一旦正向电压达到Vbo,设备电流突然增加,设备两端的电压下降到一个低值。
因此,器件在很短的时间内进入负电阻区域。它会迅速切换到饱和区域或开启状态。ON状态为a低电压、大电流、低电阻地区。在这种状态下,设备上的电压非常低。

一旦二极管进入ON状态或饱和区域,它就被“锁存”。
即使正向电压降低,只要正向电流小于“保持电流”Ig,二极管仍保持ON状态。Ig是保持二极管在ON状态所需的最小电流。


如何关闭?


通过在导电器件上施加反向电压(阳极对阴极)或将正向电流降低到保持电流值以下,可以关闭导电肖克利二极管。

肖克利二极管的优点:

1)。简单的建筑。

2)。锁定到on状态
3)。低正向压降,低功耗。

4)。能够阻断反向电压。
5)。借助于保险丝,可以防止过流。

肖克利二极管的缺点:


1.只向一个方向传导。

2)。由于速率效应会意外开机。

3)。不容易关掉。
不能快速切换。
正向击穿电压无法控制。

4)。它没有任何控制终端。

肖克利二极管的应用:

作为触发开关:

肖克利二极管最常见的应用是触发开关,用于打开可控硅。
当我们打开电路,RC网络被馈送到直流电源和电容器开始充电。电容器C开始向Vdc Via R充电。
当二极管Vc = Vbo时,导通,向可控硅提供栅极电流脉冲,导通可控硅。一旦可控硅被打开,它仍然处于锁存状态,因此肖克利二极管仅用于打开可控硅。

肖克利二极管作为触发器

弛豫振荡器:

使用肖克利二极管的弛豫振荡器电路。在这种情况下,二极管与电源电池并联连接到电容电源。

当施加电压时,电容器启动充电通过一个电阻R.当电容上的电压超过肖克利二极管的过断电压时,它就会短路,并作为开关打开。

张弛振荡器

这会导致快速放电电容通过二极管。由于通过二极管的电流小于持有电流,二极管关闭,电容器启动充电一次。

电容上的电压变化如图所示,电容上的电压总是大于零。

电容器电压

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还要看这个肖克利二极管的PPT

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