不可控器件-电力二极管及其工作原理(一)
电力二极管自20实际50年代初期就获得应用,当时也被称为半导体整流器(SR),并已开始逐步取代汞弧整流器。虽然是不可控器件,但其结构和原理简单,工作可靠,所以,知道现在电力二极管仍然大量应用与许多电器设备当中,特别是快恢复二极管和肖特基二极管,仍分别在中、高频整流和逆变,一级低压高频整流的场合,具有不可替代的地位。
电力二极管的基本结构和工作原理与信息电子电器中的二极管是一样的,都是以半导体PN结为基础的。电力二极管实际上由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的,图1-2示出了电力二极管的外形、结构和电气图形符号。从外形上看,电力二极管主要有螺栓型和平板型两种封装。
如图1-3所示,在N型半导体的P型半导体结合后构成PN结。由于N区和P区交界处电子和空穴的浓度差别,造成了歌曲的多数载流子(多子)向另一区移动的扩散运动,到对伐区内成为少数载流子(少子),从而在界而两侧分别留下了带正、负电荷但不能任意移动的杂质离子。这些不能移动的正、负电荷被称为空间电荷。空间电荷建立的电场被称为内电场或自建电场,其方向是阻止扩散运动的,另一方面又吸引对方区内的少子(对本区而言则为多子)向本区运动,这就是所谓的漂移运动。扩散运动和漂移运动既相互联系又是一堆矛盾,最终达到动态平衡,正、负空间电荷量达到稳定值,形成了一个稳定的由空间电荷构成的范围,被称为空间电荷区,按照所强调的角度不同也被称为耗尽层、阻挡层或势垒区。