二极体特性.pptVIP

* 3.4 稽納二極體 外加反向電壓 VZ：稽納二極體處於截止狀態，電流為零外加反向電壓 VZ：稽納二極體維持 VZ的壓降，電流則由電路決定 例 4. 圖3.13中假定VZ = 2V，R1 = 10K?，若(1) R3 = 5K?；(2) R3 = 1K?，請分別計算稽納二極體上的電壓電流 圖3.13 ?12V R1 Vref R3 VZ ? ? * 3.4 稽納二極體 稽納二極體在崩潰區間V-I關係的特性  VZ0：瀕臨崩潰的臨界電壓 ?Z是一個小電阻，數值通常很小，反映VZ 隨IZ 的變化 VZ隨IZ 的變化不大，在精確的穩壓電路設計中才需考慮 ?Vz0 I V 斜率 圖3.15 * 3.4 稽納二極體 例 5. 圖3.14的穩壓電路中，假定 ?Z = 10?，VZ0 = 3V，R = 1K?(1) 假如IL = 2mA，而VCC的變動範圍為6V至14V，請估算VCC變動對VZ的影響(2) 假如VCC = 10V，而IL的變動範圍為0 mA至3mA，請估算IL變動對VZ的影響 (3) 假如VCC 的變動範圍為6V至14V，IL的的變動範圍為0 mA至3 mA，請設計R使得任何時候IZ 皆大於1 mA ?Vz0 I V 斜率 圖3.15 * 3.5 發光二極體 發光二極體(Light Emitting Diode, LED)，可作為小型顯示器 LED的I-V特性曲線和一般二極體類似，見右圖3.17唯一不同的是，LED的導通電壓通常在1V以上，因為所用材料不同，不是矽半導體，而是能發光的物質 圖3.17 V I 1.5V * 3.5 發光二極體 LED的工作原理 ：二極體導通時，會有大量電子與電洞結合，過程會釋放能量；LED因為材料的緣故，以光的形式釋放；由於電子數目與電流成正比，所以LED發光強度和電流成正比，如下圖3.16 I P 圖3.16 P：輸出光功率 I ：電流 斜率由LED的材料及結 構所決定 * 3.5 發光二極體 LED 電路設計 電阻 R 可以決定LED的電流 ( 與亮度有關 ) 圖3.19 R 9V ? ? Chapter 3 二極體特性及應用 * * 本章重點一覽 3.1 穩壓元件  理想的穩壓元件特性 3.2 二極體元件特性  正向偏壓 反向偏壓 導通電壓 3.3 二極體穩壓電路  二極體穩壓電路的限制 二極體穩壓電路的設計原理 * 本章重點一覽 3.4 稽納二極體  崩潰狀態的利用 3.5 發光二極體 LED的電路設計 3.6 結語 * 3.1 穩壓元件 實際電路中，有時需要一固定的參考電壓(Vref)作電路動作的依據，其中得到參考電壓最簡單的電路如下圖3.2，利用分壓定理得到需要的電壓值缺點：容易受外界影響 一. 外接其他電路， I2 = I1 - I o  又 Vref = I 2R2 ，所以I o的 大小會很容易影響到Vref二. Vref 由VCC決定，當電源 VCC本身不穩定時，Vref 就 跟著變動。 圖3.2 VCC I1 R1 5K Io Vref I2 R2 接其餘電路 1K * 3.1 穩壓元件 電阻電路提供的參考電壓易受電流或電壓變動 ，因為電阻是無穩壓能力的元件 理想中的穩壓元件：端電壓穩定，幾乎不隨電流改變，I-V 特性如下圖3.3，只要電流不為零，端電壓就維持在導通電壓(VON) V VON I 圖3.3 * 3.2 二極體元件特性 二極體由半導體製成，特性近似左下圖3.3，是一顆很好的穩壓元件。右下圖3.4是其電路符號，「＋」端為陽極，「－」端為陰極，箭頭顯示其方向性，也是電流主要流動的方向 V VON I 圖3.3 圖3.4 I V ? ? * 3.2 二極體元件特性 在二極體的陽極和陰極間加上一個電壓，其V-I關係為： IS ：反向飽和電流(reverse saturation current)，由二極體實際結構決定的定值 n ：介於1和2之間的常數，通常取n = 1 VT ：thermal voltage，在常溫下VT ? 25mV V0 表示陽極電位高於陰極，為正向偏壓(forward bias)；V0 表示陰極電位高於陽極，為反向偏壓(reverse bias)， * 3.2 二極體元件特性 正向偏壓 V0 時，電流由陽極流向