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雪崩二极管

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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。在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。它常被应用于微波领域的振荡电路中。

雪崩二极管的简介

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  •   雪崩二极管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。雪崩二极管振荡原理是W.T.里德于1958年提出的。1965年,R.L.约翰斯顿等人在硅PN结二极管中实现了这种雪崩微波振荡。

      雪崩二极管能以多种模式产生振荡,其中主要有碰撞雪崩渡越时间(IMPATT)模式,简称崩越模式。其基本工作原理是:利用半导体PN结中载流子的碰撞电离和渡越时间效应产生微波频率下的负阻,从而产生振荡。另一种重要的工作模式是俘获等离子体雪崩触发渡越时间(TRAPATT)模式,简称俘越模式。这种模式的工作过程是在电路中产生电压过激以触发器件,使二极管势垒区充满电子-空穴等离子体,造成器件内部电场突然降低,而等离子体在低场下逐渐漂移出势垒区。因此这种模式工作频率较低,但输出功率和效率则大得多。除上述两种主要工作模式以外,雪崩二极管还能以谐波模式、参量模式、静态模式以及热模式工作。

雪崩二极管的分类

  •   雪崩二极管分单漂移区雪崩二极管和双漂移区雪崩二极管。

      单漂移区雪崩二极管的结构有PN、 PIN、 P NN (或N PP )、P NIN (或N PIP )、MNN 。其中P NN 结构工艺简单,在适中的电流密度下能获得较大的负阻,且频带较宽,因此在工业中应用较多。

      双漂移区雪崩二极管是 1970 年以后出现的,其结构为P PNN ,实质上相当于两个互补单漂移区雪崩二极管的串联,从而有效地利用了电子和空穴漂移空间,因此输出功率和效率均较高。

雪崩二极管的区分

  •   区分雪崩二极管与齐纳二极管

      雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时,载流子倍增就像雪崩一样,增加得多而快。

      利用这个特性制作的二极管就是雪崩二极管

      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。

    雪崩二极管

      一般的二极管掺杂浓度没这么高,它们的电击穿都是雪崩击穿。齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中,就是稳压二极管

      它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。

雪崩二极管的相关

  •   制造雪崩二极管的材料主要是硅和砷化镓。

      雪崩二极管具有功率大、效率高等优点。它是固体微波源,特别是毫米波发射源的主要功率器件,广泛地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中。其主要缺点是噪声较大。

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