你造嗎?齊納二極體在LED發光二極體方面的應用

2020-12-04 大年君愛好電子

1、什麼是齊納二極體?

齊納二極體,我們經常稱為穩壓二極體, 這是一種在反向特性擊穿前具有高組態的半導體器件,但是在擊穿後會呈現低阻態 ,到達低阻態時候隨著電流的增加電壓卻維持在一個恆定值。我們稱此時的這個電壓齊納電壓或雪崩電壓 。在摻雜濃度比較高的PN結中,很容易發生齊納擊穿而不是雪崩擊穿。這是因為齊納擊穿需要強電場,PN結的雜質濃度高,那麼它的電荷密度也就相對大,電場強度就大,因此齊納擊穿多數發生在穩壓二極體當中,而普通的二極體擊穿一般都是雪崩擊穿。

2、齊納二極體伏安特性

如下圖是齊納二極體的伏安特性,它的正向伏安特性與普通的二極體無異,但是反向特性似乎具有可逆性,在一定範圍內電壓保持在一個恆定值,穩壓二極體這個是利用這個特性製作而成。

3、齊納二極體在LED方面作用

那麼,齊納二極體在普通的LED燈上面有什麼作用呢?LED是一種半導體發光器件, 它的發光原理是利用半導體晶片作為發光材料,利用電能轉換為光能等,對於一般小功率的普通發光LED,它的驅動電流一般都是20mA左右,這也許是與單片機I/O口驅動電路一致吧,但是也有很多事大電流的,電流大的話封裝也就不一樣。

LED是一種對靜電非常敏感的半導體器件,特別是對於InGaN 結構的藍色、翠綠色、白色等發光LED,這種結構這種顏色的LED對靜電更加敏感,我們知道靜電電壓很高,甚至達到上萬伏,LED發光管碰上靜電很容易會破壞LED本身結構,導致發光性能異常,甚至直接損壞。

為了提高抗靜電能力,LED會內置一個齊納二極體,特別是綠色、白色、藍色的LED,而且多數是雙向齊納二極體存在,普通的LED發光管抗靜電能力一般都在2000V以下(如下表)。

但是加上齊納二極體之後抗靜電能力大大加強,甚至達到上萬伏,當然,加了齊納的LED在價格上比普通的要稍高一點。

因此,為了保護LED產品,對於防靜電這一塊一般要求:

①接觸LED時應佩戴防靜電腕帶或者防靜電手套;

②所有的儀器設備,包括料架等,應有必要的接地保護;

③儲存LED應使用防靜電塑膠袋、防靜電周轉箱。

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  • 齊納二極體原理
    Tunneling引起的反向擊穿稱為齊納擊穿。 結的反向擊穿電壓取決於耗盡區的寬度。耗盡區越寬需要越高的擊穿電壓。就如先前討論的一樣,摻雜的越輕,耗盡區越寬,擊穿電壓越高。當擊穿電壓低於5伏時,耗盡區太薄了,主要是齊納擊穿。當擊穿電壓高於5伏時,主要是雪崩擊穿。設計出的主要工作於反嚮導通的狀態的PN二極體根據佔主導地位的工作機制分別稱為齊納二極體或雪崩二極體。
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    齊納二極體(Zener diode),又叫穩壓二極體,利用PN結反向擊穿狀態,其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變,因此,常用來製成起穩壓作用的二極體。很多初學者常常不能從根本上很好地理解其工作過程,因此,在應用上帶來困惑。在通常情況下,反向偏置的PN結中只有一個很小的電流。
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