基礎電子學 - 特殊用途二極體

有一些二極體被設計用於一些特殊用途。有很多此類二極體，例如瞬態電壓抑制二極體、摻金二極體、超勢壘二極體、點接觸二極體、珀耳帖二極體等。但除此之外，還有一些突出的二極體，它們有很多應用。讓我們來了解一下它們。

變容二極體

結型二極體的兩側都有兩個電勢，其中耗盡區可以充當電介質。因此存在電容。變容二極體是一種特殊的二極體，在反向偏置狀態下工作，其中結電容會發生變化。

變容二極體也稱為可變電容或電壓電容。下圖顯示了一個連線在反向偏置狀態下的變容二極體。

如果施加的反向電壓增加，則電介質區域的寬度會增加，這會降低結電容。當反向電壓降低時，電介質的寬度減小，從而增加電容。如果此反向電壓完全為零，則電容將達到其最大值。

下圖顯示了用於變容二極體的各種符號，這些符號表示其功能。

儘管所有二極體都具有這種結電容，但變容二極體主要是為了利用這種效應並增加這種結電容的變化而製造的。

這種二極體有許多應用，例如：

如果普通 PN 結的雜質濃度大大增加，則會形成此隧道二極體。它也稱為江崎二極體，以其發明者命名。

當二極體中的雜質濃度增加時，耗盡區的寬度減小，從而對載流子施加一些額外的力以穿過結。當這種濃度進一步增加時，由於耗盡區寬度較小和載流子能量增加，它們會穿透勢壘，而不是越過它。這種穿透可以理解為隧道效應，因此得名隧道二極體。

隧道二極體是低功率器件，應小心處理，因為它們很容易受到熱量和靜電的影響。隧道二極體具有特定的 VI 特性，可以解釋其工作原理。讓我們看一下下面的圖表。

假設二極體處於正向偏置狀態。隨著正向電壓的增加，電流迅速增加，並且它會一直增加到一個峰值點，稱為峰值電流，用I_P表示。此點的電壓稱為峰值電壓，用V_P表示。這一點在上述圖表中用A表示。

如果電壓進一步超過V_P增加，則電流開始減小。它會一直減小到一個點，稱為谷值電流，用I_V表示。此點的電壓稱為谷值電壓，用V_V表示。這一點在上述圖表中用B表示。

如果電壓進一步增加，則電流像普通二極體一樣增加。對於較大的正向電壓值，電流進一步增加。

如果我們認為二極體處於反向偏置狀態，則隨著反向電壓的增加，二極體表現為優良的導體。這裡的二極體在負電阻區域工作。

隧道二極體有許多應用，例如：

這是一種特殊的二極體，其中 PN 結被金屬半導體結取代。普通 PN 結二極體中的 P 型半導體被金屬取代，並且 N 型材料與金屬連線。這種組合在它們之間沒有耗盡區。下圖顯示了肖特基二極體及其符號。

這種肖特基二極體中使用的金屬可以是金、銀、鉑或鎢等。同樣，對於除矽以外的半導體材料，主要使用砷化鎵。

當不施加電壓或電路無偏置時，N 型材料中的電子比金屬中的電子具有較低的能級。如果二極體然後正向偏置，則 N 型材料中的這些電子會獲得一些能量並以更高的能量移動。因此，這些電子被稱為熱載流子。

下圖顯示了一個連線在電路中的肖特基二極體。

肖特基二極體有許多優點，例如：

肖特基二極體有許多應用，例如：

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