- 这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多(图2)。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。
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- P型半导体与N型半导体相互接触时,其交界区域称为PN结。P区中的自由空穴和N区中的自由电子要向对方区域扩散,造成正负电荷在PN 结两侧的积累,形成电偶极层(图4 )。电偶极层中的电场方向正好阻止扩散的进行。当由于载流子数密度不等引起的扩散作用与电偶层中电场的作用达到平衡时,P区和N区之间形成一定的电势差,称为接触电势差。由于P 区中的空穴向N区扩散后与N区中的电子复合,而N区中的电子向P区扩散后与P 区中的空穴复合,这使电偶极层中自由载流子数减少而形成高阻层,故电偶极层也叫阻挡层,阻挡层的电阻值往往是组成PN结的半导体的原有阻值的几十倍乃至几百倍。
- 当整流桥等功率元器件的损耗较高时(>4.0W),采用自然冷却的方式已经不能满足其散热的需求,此时就必须采用强迫风冷的方式来确保元器件的正常工作。采用强迫风冷时,可以分成两种情况来考虑:a)整流桥不带散热器;b)整流桥自带散热器。1、 整流桥不带散热器对于整流桥不带散热器而采用强迫风冷这种情况,其分析的过程同自然冷却一样,只不过在计算整流桥外壳向环境间散热的热阻和PCB板与环境间的传热热阻时,对其换热系数的选择应该按照强迫风冷情形来进行,其数值通常为20~30W/m2C。也即是:
整流桥不带散热器的强迫对流冷却分析中可以看出,通过整流桥壳体表面的散热途径与通过引脚进行散热的热阻是相当的,一方面我们可以通过增加其冷却风速的大小来改变整流桥的换热状况,另一方面我们也可以采用增大PCB板上铜的覆盖率来改善PCB板到环境间的换热,以实现提高整流桥的散热能力。
三相整流桥堆可以用在众多电路中,用得最多的是在变频器和各种大功率高频电源中,作用就是三相整流,也就是将三相交流电变为直流电。
三相整流桥,将数个整流管封在一个壳内,构成一个完整的整流电路。当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时三相整流电路就被提了出来。 - 整流桥背面通过散热器的传热热阻最小,而通过壳体正面的传热热阻最大,通过引脚的热阻居中;②比较整流桥散热的总热阻和通过背面散热器传热的热阻数值可以发现:通过壳体背面散热器传热热阻与整流桥的总热阻十分相当。其实该结论也说明了,在此种情况下,整流桥的主要传热途径是通过壳体背面的散热器来进行的,也就是整流桥上绝大部分的损耗是通过散热器来排放的,而通过其它途径(引脚和壳体正面)的散热量是很少的。③由于此时整流桥的散热状况与散热器的热阻密切相关,因此散热器热阻的大小将直接影响到整流桥上温度的高低。由此可以看出,在生产厂家所提供的整流桥参数表中关于整流桥带散热器的热阻时,只可能是整流桥背面的结--壳(Rjc)或整流桥壳体上的总的结--壳热阻(正面和背面热阻的并联);此时的结--环境的热阻已经没有参考价值,因为它是随着散热器的热阻而显著地发生变化的。