- 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。它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷"。江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。
- 桥式整流电路的工作原理如下:E2为正半周时,对D1、D3加正向电压,D1、D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成E2、D1、Rfz 、D3通电回路,在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压,E2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成E2、D2、Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去,结果在Rfz 上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半。桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。半波整流利用二极管单向导通特性,在输入为标准正弦波的情况下,输出获得正弦波的正半部分,负半部分则损失掉。
- 桥式整流器利用四个二极管,两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通,得到正的输出;输入正弦波的负半部分时,另两只管导通,由于这两只管是反接的,所以输出还是得到正弦波的正半部分。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。
桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接,外用绝缘塑料封装而成,大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封,增强散热。桥式整流器品种多,性能优良,整流效率高,稳定性好,最大整流电流从0.5A到50A,最高反向峰值电压从50V到1000V。
需要特别指出的是,二极管作为整流元件,要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当,则或者不能安全工作,甚至烧了管子;或者大材小用,造成浪费。
- 在整流桥的每个工作周期内,同一时间只有两个二极管进行工作,通过二极管的单向导通功能,把交流电转换成单向的直流脉动电压。对一般常用的小功率整流桥(如:RECTRON SEMICONDUCTOR的RS2501M)进行解剖会发现,其内部的结构如图2所示,该全波整流桥采用塑料封装结构(大多数的小功率整流桥都是采用该封装形式)。桥内的四个主要发热元器件--二极管被分成两组分别放置在直流输出的引脚铜板上。在直流输出引脚铜板间有两块连接铜板,他们分别与输入引脚(交流输入导线)相连,形成我们在外观上看见的有四个对外连接引脚的全波整流桥。由于该系列整流桥都是采用塑料封装结构,在上述的二极管、引脚铜板、连接铜板以及连接导线的周围充满了作为绝缘、导热的骨架填充物质--环氧树脂。然而,环氧树脂的导热系数是比较低的(一般为0.35℃W/m,最高为2.5℃W/m),因此整流桥的结--壳热阻一般都比较大(通常为1.0~10℃/W)。通常情况下,在元器件的相关参数表里,生产厂家都会提供该器件在自然冷却情况下的结-环境的热阻(Rja)和当元器件自带一散热器,通过散热器进行器件冷却的结--壳热阻(Rjc)。
- 在整流桥内部,四个二极管是分成两组且每组共用一个引脚铜板,因此整流桥通过引脚散热的热阻为这两个引脚的并联热阻:一方面由于PCB板的热容比较大,另一方面冷却风与PCB板的接触面积较大,其换热条件较好,假设其PCB板的实际有效散热面积为整流桥表面积的2倍,则PCB板与环境间的传热热阻为:
故,通过整流桥引脚这条传热途径的热阻为:
比较上述两种传热途径的热阻可知:整流桥通过壳体表面自然对流冷却进行散热的热阻( )是通过引脚进行散热这种散热途径的热阻( )的1.5倍。于是我们可以得出如下结论:在自然冷却的情况下,整流桥的散热主要是通过其引脚线(输出引脚正负极)与PCB板的焊盘来进行的。因此,在整流桥的损耗不大,并用自然冷却方式进行散热时,我们可以通过增加与整流桥焊接的PCB表面的铜覆盖面积来改善其整流桥的散热状况。同时,我们可以根据上述的两条传热途径得到整流桥内二极管结温到周围环境间的总热阻,即:
其实这个热阻也就是生产厂家在整流桥等元器件参数表中的所提供的结-环境的热阻。并且在自然冷却的情况,也只有该热阻具有实在的参考价值,其它的诸如Rjc也没有实在的计算依据,这一点可以通过在强迫风冷情况下的传热路径的分析得出。