PN结的压降

1万 · 2020-2-16 15:24

说茴字有四种写法将被嘲笑，但是，练习茴字的书法呢？

PN结的压降

1)，同系列的二极管，序号相差无几，电路参数差不多，为什么导通压降相差很大？基本常识的关键词是锗，硅，0.2～0.7V，掺杂浓度。但是在实际运用时，如何估算导通压降呢？

只看该作者 · 2020-2-16 15:28

请昆乙己同学起立发言。

1万 · 2020-2-16 15:29

这个数字接近跟“同系列”有没有逻辑关联？

1万 · 2020-2-16 15:36

坐等标准答案，一般用0.7计算，大功率整流二极管，按datasheet给的电压计算功耗。

1万 · 2020-2-16 15:40

但是在实际运用时，如何估算导通压降呢？
-----------
可以测量。给定型号的器件，如果电流相同温度相同VT值是接近的。

1万 · 2020-2-16 15:48

2)，PN结导通压降Vd与饱和电流Is参数的关系(网上摘录整理)

半导体材料N区和P区结合面电子和空穴互相渗透，结果稳定平衡为空间电荷区为PN结，形成e电场方向N→P阻止载流子扩散。当外加E反偏压(P-N+如右图)与e电场同向，载流子受到的阻力增强，能移动的数量有限，形成的(反向)饱和电流，定义为Is参数也就对应载流子的数量。这些载流子当外加正偏压(P+N-如左图)与e电场反向，阻力减小就率先移动同时冲击碰撞，释放更多的载流子形成的电流增大，当正偏压增大到阀值，PN结导通，Id电流产生了导通压降Vd。显然，启动电压(导通压降)的高低与PN结初始移动的载流子的数量相关，可用Is参数衡量。PN结伏安特性表达式中，对应导通压降的电流Id随饱和电流Is参数升降也可出它们的关系。表达式：Id=Is[Exp(Vd/Vt)-1] ，其中，

Id：通过PN结的电流

Vd：加在PN结两端电压

Vt(温度的电压当量)=kt/q

k：波耳兹曼常数=1.38e-23(J/K)t：热力学温度300°K=26.85℃，q：电子电荷=1.6e-19C

Is(Saturation current)：(反向)饱和电流

只看该作者 · 2020-2-16 18:12

1万 · 2020-2-16 19:49

不同的材料,  差别大;
不同的电流,  差别大;
不同的温度,  差别也大;
记得有个自然指数的公式,  但计算复杂.
实际应用中,  除了实测,  还有经验特性图可查

1万 · 2020-2-17 09:41

正如版主所说，PN压降受许多因素影响。

3)，当Vd>>0，且Vd>Vt时，上表达式简化为Id=Is[exp(Vd/Vt)]，移项得压降Vd=Vt[Ln(Id/Is)]，但是未知数太多实际应用就没意思。参照运放两虚分析法，运放参数太多定量分析很难，就先以理想线性模式分析，然后再做各参数修正。本默认模式，结温300K(26.85℃)时，Vt=kt/q=300/11600=0.025862V；Id=733.8uA，Is=1e-16A，则Vd=Vt[Ln(733.8e-6)/(1e-16)]=Vt[Ln(733.8e+10)=0.025862(29.624)=766.14mV，仿真(温度用整数27℃)766.2mV。

该模式Vd与Is转换系数Vd/N=766.1/16=47.88，据此可得任意Is的PN结压降简便计算Vd(mV)=47.88N-10(16-N)，其中N是Is=1e-N表达式的数量位，-10(16-N)是任意Is对1e-16A的修正项。例如，Is=1e-12A，N=12，则Vd=47.88*12-10(16-12)=534.6mV(右电路)。