開關二管同普通的二極管一樣,也是一個PN結的結構,不同之處是要求這種二極管的開關特性要好。
小電流的開關二極管通常有點接觸型和鍵型等,也有在高溫下還可能工作的硅擴散型、臺面型和平面型二極管。2AK型點接觸型為中速開關管,2CK型平面接觸型為高速開關管,肖特基(SBD)硅大電流開關管正向壓降小、速度快、效率高。肖特基型二極管的開關時間特短,因而是理想的開關二極管。
1.開關特性
當給開關二極加上正向電壓時,二極管處于導通狀態,這相當于開關的通態。當給開關二極管加上反向電壓時,二極管處于截止狀態,這相當于開關的斷態。開關二極管就是利用這種特性,且通過制造工藝,使這種二極管的開關特性更好,即開關速度更快,PN結的結電容更小,導通時的內阻更小,截止時的電阻更大。
(1)開通時間。開關二極管從截止到加上正向電壓后的導通要有一段時間,這一時間稱為開通時間。要求這一時間愈短愈好。
(2)反向恢復時間。開關二極管在導通后,去掉正向電壓,二極管從導通轉為截止所需要的時間稱為反向恢復時間。要求這一時間愈短愈好。
(3)開關時間。開通時間和反向恢復時間之和,稱為開關時間。要求這一時間愈短愈好。
2.開關二極管典型應用電路分析
如圖7-48所示是一種典型的二極管開關電路。電路中的VD1為開關二極管,電L1和電容C1構成一個LC并聯諧振電路。
(1)開關S1斷開時,直流電壓+V無法加到VD1的正極,這時VD1截止,其正極與負極之間的電阻很大,相當于VD1開路,這樣C2不能接入電路,L1只是與C1并聯構成LC并聯諧振電路。
(2)開關S1接通時,直流電壓+V通過S1和R1加到VD1的正極,使VD1導通,其正極與負極之間的電阻很小,相當于VD1的正極與負極之間接通,這樣C2接入電路,且與電容C1并聯,L1與C1、C2構成LC并聯諧振電咯。
上述兩種狀態下,由于LC并聯諧振電路中的電容不同,一種情況只有C1,另一中情況C1與C2并聯,在電容量不同的情況下LC并聯諧振電路的諧振頻率不同。所以,VD1所在電路的真正作用是控制LC并聯諧振電路的諧振頻率。
