开关二极管实用知识及应用电路分析

用于电子开关电路中的二极管称为开关二极管。

开关二管同普通的二极管一样,也是一个PN结的结构,不同之处是要求这种二极管的开关特性要好。

小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。2AK型点接触型为中速开关管,2CK型平面接触型为高速开关管,肖特基(SBD)硅大电流开关管正向压降小、速度快、效率高。肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。

1.开关特性

当给开关二极加上正向电压时,二极管处于导通状态,这相当于开关的通态。当给开关二极管加上反向电压时,二极管处于截止状态,这相当于开关的断态。开关二极管就是利用这种特性,且通过制造工艺,使这种二极管的开关特性更好,即开关速度更快,PN结的结电容更小,导通时的内阻更小,截止时的电阻更大。

(1)开通时间。开关二极管从截止到加上正向电压后的导通要有一段时间,这一时间称为开通时间。要求这一时间愈短愈好。

(2)反向恢复时间。开关二极管在导通后,去掉正向电压,二极管从导通转为截止所需要的时间称为反向恢复时间。要求这一时间愈短愈好。

(3)开关时间。开通时间和反向恢复时间之和,称为开关时间。要求这一时间愈短愈好。

2.开关二极管典型应用电路分析

如图7-48所示是一种典型的二极管开关电路。电路中的VD1为开关二极管,电L1和电容C1构成一个LC并联谐振电路。

(1)开关S1断开时,直流电压+V无法加到VD1的正极,这时VD1截止,其正极与负极之间的电阻很大,相当于VD1开路,这样C2不能接入电路,L1只是与C1并联构成LC并联谐振电路。

(2)开关S1接通时,直流电压+V通过S1和R1加到VD1的正极,使VD1导通,其正极与负极之间的电阻很小,相当于VD1的正极与负极之间接通,这样C2接入电路,且与电容C1并联,L1与C1、C2构成LC并联谐振电咯。

上述两种状态下,由于LC并联谐振电路中的电容不同,一种情况只有C1,另一中情况C1与C2并联,在电容量不同的情况下LC并联谐振电路的谐振频率不同。所以,VD1所在电路的真正作用是控制LC并联谐振电路的谐振频率。