全面的PN二极管与PSpice软件分析
关键的外卖
PN二极管是什么?
PN二极管的操作模式是什么?
用PSpice软件分析PN二极管。
基础是成功的基础。
在大多数情况下,听一个职业运动员给赛后采访中很多喜欢吃棉花糖。它可能占用了大量的空间(或时间),但之后,你仍然觉得空虚。期望,我半心半意开始听NBA名人堂成员艾弗森告诫记者质疑他的努力和出席团队实践。有一次,他显然惊讶地提到的,“我们讨论的是实践,而不是一场游戏,不是一场游戏,不是一场游戏,我们讨论的是实践。“这离开这些采访的正常平淡的反应绝对是有趣。然而,艾弗森先生显然忘记了那一刻,实践是,至少在某种程度上,巩固基础知识,这是成功的基础,计数时,视情况而定。
设计师和工程师没有奢侈的做法在设计电路板。然而,你的设计的成功取决于基本的利用率电子线路设计的原则。今天,对许多pcba,这意味着知道如何确定和有效地利用快速开关晶体管的操作特征。虽然在许多类型和晶体管来自己可能为其他集成电路实现为基本组件,模块和设备,他们的建筑和功能可以追溯到PN二极管。让我们回到这个二极管的操作的基本知识,这将只会提高你的董事会使用该组件的设计和它的许多衍生品。
二极管的基本知识
考虑基本电路元素时,电阻器,电容器,电感器通常是第一个想到的人。然而,对于大多数电路板设计和建造今天,二极管及它的衍生品交易几乎是常见的。特别是pcba,包括数字电路,需要切换、二极管的主要功能。
然而,有许多类型的二极管,包括稳压,肖特基,雪崩,激光,领导,Schockley等等。尽管特定的二极管类型可用于不同的应用程序,其基本功能的晶体管(以及)可以追溯到发现PN结如下图所示,在1940年代,Vadem Lashkarev。
PN二极管表示。1
1从能源教育形象https://energyeducation.ca/encyclopedia/Diode_operation。去年10/19/20访问。
这一发现包括理解电子空穴的扩散,即航空公司引入一个势垒区之间的正电和负电金属可以创建一个带负电荷的电子流动的可用性的基础上接收“洞”。Semiconductors-such硅和germanium-that主要是利用今天,也表现出这种电子流,尽管只有外层电子的晶格结构流或孔之间移动。这个运动的电子的反面是所谓的电流,而收益正到负方向。
这一事实的电流可以控制的注射量的运营商是深远的。事实上,这是捏造的基础不同类型的PN junction-based设备展览各种操作条件。结合设备的电压,二极管的操作方式是可控的,我们将在下面进行讨论。
二极管的操作模式
对于基本的PN二极管,有两种状态或模式的操作。这些都是正向偏压,电流几乎畅通,发生反向偏置,电流被阻塞。这个操作是为什么二极管通常被称为开关。在正向偏压,耗尽区宽度的减少,允许更多的运营商。在反向偏压,该地区扩大以减少或停止传输。从反向偏压,反之亦然,由电压控制,在二极管的阴极到阳极,如下所示。
在分析二极管时,电流和电压之间的关系该设备是关键属性。这个电流-电压特性定义了操作二极管的的范围内的操作模式。
利用PSpice分析PN二极管
最常见的方法分析PN二极管是利用肖克利二极管方程,如下所示。
这个方程定义了二极管电流饱和电流的修改由一个逆变化的对数函数基于二极管电压和热电压之间的关系。这个表达式假设二极管电压(分子)远远大于热电压乘以1或2(分母),硅的η值。热电压通常被认为是大约26 mv,定义为kT / q,名义上的温度
k是Boltzman常数,1.380649 x 10-23 J / k,
T是开尔文温度和
问是标准收费,1.60217662 x 10 - 19 C。
这个结果分析这个方程是二极管电流-电压特性。硅二极管,实现正向偏压二极管电压达到大约0.67 v。在这一点上,二极管“打开”,当前可以增加到一个相当高的水平,只二极管的建设。
上面的方程要求饱和电流是一个已知量或各种特征与对不同范围的计算可能或可能的值。最有效和准确的方法解决这些方程,获得一个全面的PN二极管分析是通过使用一个图形化仿真工具,如PSpice软件。
得到明确的解决方案,比如上面的要求你拥有先进PCB设计和分析功能。节奏的PCB设计软件,PSpice软件集成,使确定的实际表现二极管组件之前你的方案设计简单和容易。
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