DB3電子測(cè)試知識(shí).ppt

1、1.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?當(dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化（空間電荷區(qū)的寬窄變化）,1、PN結(jié)外加正向電壓,正向偏置 P接電源正，N接電源負(fù) 外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反（削弱內(nèi)電場(chǎng)），使 PN結(jié)變窄。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)。 稱為“正向?qū)ā薄?PN結(jié)外加正向電壓（圖）,2、 PN結(jié)外加反向電壓,反向偏置 P接電源負(fù)，N接電源正 外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同（增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)），使PN結(jié)變寬。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng) 稱為“反向截止”,PN結(jié)外加反向電壓（圖）,3、PN結(jié)電流方程,流過PN結(jié)的電流I 與外加電壓V之間的關(guān)系為： I= IS（e qv/KT 1) = IS（e V/VT 1) 其中 VT= kT

2、/q IS - 反向飽和電流,PN結(jié)伏安特性,由上式 I = IS（e V/VT 1） 當(dāng)V為正時(shí) I IS（e + V /VT ） PN結(jié)外加正電壓時(shí)，流過電流為正電壓的e指數(shù)關(guān)系。 當(dāng)V為負(fù)時(shí) I = IS（e V/VT 1） IS PN結(jié)外加負(fù)電壓時(shí)流過電流為飽和漏電流。,PN結(jié)伏安特性,單向?qū)щ娦?正向?qū)?反向截止,1.2.3 PN結(jié)電阻特性和電容特性,PN結(jié)還存在 電阻特性 電容特性,1、 PN結(jié)電阻特性,兩種電阻 （1）靜態(tài)電阻（直流電阻） R = V/ I （2）動(dòng)態(tài)電阻（交流電阻） r = v / I,PN結(jié)電阻特性(圖）,PN結(jié)電阻特性,由圖示，靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻均與工作點(diǎn)

3、（Q點(diǎn)）有關(guān) 靜態(tài)電阻（直流電阻）是工作點(diǎn)斜率的 割線。 動(dòng)態(tài)電阻（交流電阻）是工作點(diǎn)斜率的 切線。,2、PN結(jié)電容特性,PN結(jié)呈現(xiàn)電容效應(yīng) 有兩種電容效應(yīng) 勢(shì)壘電容 擴(kuò)散電容,（1）勢(shì)壘電容 CT,PN結(jié)外加反向偏置時(shí)，引起 空間電荷區(qū)體積的變化（相當(dāng)電容的極板間距變化和電荷量的變化） CT = dQ/dv = CTO /(1 V/Vr)n 其中 CTO -外加電壓 v=0 時(shí)的CT n - 系數(shù)（決定于材料的雜質(zhì)分布，一般取 1/21/3）。 Vr- - PN結(jié)內(nèi)建電壓,勢(shì)壘電容CT原理（圖）,（2）擴(kuò)散電容 CD,PN結(jié)外加正向偏置時(shí)，引起 擴(kuò)散濃度梯度變化 出現(xiàn)的電容（電荷）效應(yīng)。,擴(kuò)

4、散電容CD （圖）,擴(kuò)散電容CD,CD = Q / V = (Q n/ V) + (Qp/ V) (Q n/ V) (對(duì)PN+結(jié)） (n I / VT) 其中： n 為P區(qū) 非平衡載流子平均壽命。 I 為PN結(jié)電流。,結(jié)電容的量級(jí),CT和 CD 均在PF量級(jí)： CT 一般在幾 幾十PF。 CD 一般在幾十 幾百PF。 利用結(jié)電容可制成 變?nèi)荻O管。,（3）PN結(jié)電容和結(jié)電阻綜合考慮,兩者是并聯(lián)關(guān)系： 正向時(shí)，電阻小，電容效應(yīng)不明顯。 反向時(shí)，電阻大，電容效應(yīng)明顯。 故 電容效應(yīng)主要在反偏時(shí)才考慮。,PN結(jié)電容和結(jié)電阻綜合考慮（圖）,r,c,1.2.4 PN結(jié)擊穿特性,當(dāng)對(duì)PN結(jié) 外加反向電壓超

5、過一定的限度，PN結(jié)會(huì)從反向截止發(fā)展到反向擊穿。 反向擊穿破壞了PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦浴?利用此原理可以制成 穩(wěn)壓管。,PN結(jié)擊穿特性（圖）,PN結(jié)擊穿,PN結(jié)擊穿有 兩種 熱擊穿 電擊穿,1、電擊穿,電擊穿是 可逆的（可恢復(fù)，當(dāng)有限流電阻時(shí)）。 電擊穿有兩種機(jī)理機(jī)理 可以描述： 雪崩擊穿 齊納擊穿,（1）雪崩擊穿,特點(diǎn)如下： 低摻雜， PN結(jié)寬， 正溫系數(shù)， 常發(fā)生于大于7伏電壓的擊穿時(shí)（雪崩效應(yīng)）,（2）齊納擊穿,特點(diǎn)如下： 高摻雜， PN結(jié)窄， 負(fù)溫系數(shù)， 常發(fā)生于小于5伏電壓的擊穿時(shí)（隧道效應(yīng)）,特殊情況,在（ 57）V擊穿發(fā)生時(shí)，兩種擊穿機(jī)理都有。 溫度系數(shù)可達(dá)到最小。 5.7V以下齊

6、納效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為負(fù)溫度系數(shù)，5.7V以上雪崩效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為正溫度系數(shù)。,2、熱擊穿,電擊穿后如無限流措施，將發(fā)生熱擊穿現(xiàn)象。 熱擊穿會(huì)破壞PN結(jié)結(jié)構(gòu)（燒壞） 熱擊穿是 不可逆 的。,二次擊穿,除以上擊穿現(xiàn)象外，還有一種特殊的擊穿現(xiàn)象，即 二次擊穿。 二次擊穿的 特點(diǎn)是管子不發(fā)熱。 二次擊穿是 不可逆 的。,第二章 DB3基本知識(shí),2.1 DB3簡(jiǎn)介與工作原理 2.2 DB3技術(shù)要求 2.3 DB3工藝過程,DB3簡(jiǎn)介,雙向觸發(fā)二極管亦稱二端交流器件（DIAC），主要在電子節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器或其它無線電路中作觸發(fā)用。近年來，隨著國(guó)內(nèi)電子節(jié)能燈的日趨普及，雙觸發(fā)二極管的用量逐漸增大。,DB

7、3外觀與封裝,目前我們使用的DB3有兩種封裝： A-405（塑封）與DO-35（玻封） 蘭色：ST DO-35 樂山（本體標(biāo)識(shí)：DB30） 紅色： 晶橫（本體標(biāo)識(shí)：DB3） A-405： 黑色,塑封DB3內(nèi)部結(jié)構(gòu),DO-35玻封DB3內(nèi)部結(jié)構(gòu),兩種結(jié)構(gòu)比較,DO-35優(yōu)點(diǎn)：具有耐熱性、可靠性、低損耗、不燃性和小型輕量化等突出優(yōu)點(diǎn) 。 DO-41優(yōu)點(diǎn)：抗機(jī)械強(qiáng)度高、電流沖擊能力大等。 DO-35缺點(diǎn)：抗機(jī)械強(qiáng)度不高、受熱會(huì)使信號(hào)斷續(xù)，容易出現(xiàn)前期失效。 DO-41缺點(diǎn)：熱穩(wěn)定性差，使用后期容易出現(xiàn)失效。 因此，一般大功率和長(zhǎng)壽命的節(jié)能燈都采用DO-35玻封結(jié)構(gòu)（帶罩燈）,DB3技術(shù)指標(biāo),1、觸發(fā)

8、電壓 DB3的觸發(fā)電壓由材料片的電阻率來決定，電阻率高則DB3的觸發(fā)電壓也高；反之，則DB3的觸發(fā)電壓就低。 MIN：28V MAX：36V,VBO-T關(guān)系曲線,從曲線中可以看出VBO隨溫度的增加而增加，在110左右達(dá)到最大值。,2、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)折電壓V,定義：V=VBO-VF，VBO為觸發(fā)電壓， VF為IF在10mA處的電壓。,VBO與V的關(guān)系,a、DB3的觸發(fā)電壓由材料片的電阻率 來決定 b、DB3結(jié)構(gòu)類似與一個(gè)簡(jiǎn)單的NPN型三極管，其回彈電壓深度取決于擴(kuò)散時(shí)的濃度大小和擴(kuò)散后形成的基區(qū)寬度，該兩點(diǎn)受到公司工藝條件的控制，不易改變。,C、基于以上兩點(diǎn)，當(dāng)DB3的擴(kuò)散濃度和基區(qū)寬度不變時(shí)，電阻率高

9、的觸發(fā)電壓也高，但他的回彈電壓并不會(huì)改變多少（V3），因?yàn)樗拇笮∫呀?jīng)由濃度和基區(qū)寬度決定了，但其負(fù)阻電壓（V）就會(huì)變高，因?yàn)樵O(shè)定的測(cè)試電流IF始終為10mA。,3、沖擊電流ITRM,圖中給出了ITRM隨tp寬度的變化曲線。在實(shí)際的觸發(fā)電路中，電流的脈沖寬度在400nS左右，所能承受的脈沖電流更大。,4、上升時(shí)間tr與峰值電流Ip,要求tr2uS、 Ip300mA（測(cè)試條件：觸發(fā)電容C=22nF） 在實(shí)際測(cè)試中，樂山和ST的DB3上升時(shí)間在200nS左右，晶恒DB3上升時(shí)間在150nS左右；,Rise time measurement,tr和Ip與啟動(dòng)電容C的關(guān)系,Tr與Ip的測(cè)試原理圖如圖所示 tr和Ip隨啟動(dòng)電容的增大而增大，反之亦然。 Vdc的變化對(duì)tr和Ip沒有影響，只影響充電時(shí)間。,漏電流IB與IBO,IBU=0.5VBO10uA IBO（Breakover current）50uA 由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，這兩項(xiàng)無法精確測(cè)試。,VBO、V、tr、Ip綜合考慮,1、從我們應(yīng)用的角