定义:肖克利二极管是一个四层(pnpn型)设备。当正向偏置时导电,当反向偏置时停止导电。传统二极管与肖克利二极管的主要区别是,当正向电压超过导通电压时,它就开始导电。它是由威廉·布拉德福德肖克利,这就是它以其发明者命名的原因。
肖克利二极管没有在商业上广泛使用。尽管如此,它仍然是Diac、可控硅、可控硅等设备的骨干。它也有两种状态在或掉了。因此,它被用作开关设备。它也被称为PNPN二极管因为它的建筑结构。它是一个双终端设备,这就是为什么它被归类为二极管。
肖克利二极管的构造
它是由四层p型、n型、p型和多一层n型半导体夹层而成。将四层融合在一起,形成三个节点。其结构和电路符号如下图所示。
肖克利二极管的构造也可以被理解为两个晶体管模型.这四层内部由两个连接在一起的晶体管T1和T2组成。晶体管T1的发射极-基极结为junction -1 (J1)。晶体管T1和T2的共连接基极和集电极分别构成结-2 (J2)。T2的基-发射极结为结-3 (J3)。
当二极管工作在正向偏置时,J1和J3是正向偏置,结J2是反向偏置。肖克利二极管仅在正偏模式下工作。当结1和结3被反向偏置,结2被正向偏置时,器件开始以反向偏置模式工作。
但当反向偏置时,电压超过击穿电压,二极管就会损坏。
肖克利二极管的工作
当结J1和J3的阳极变为正负极时,电流开始逐渐增大。但是在达到导通电压之前,二极管提供的电阻是相当高的。因此,只有少量的泄漏电流流过二极管。
当正向电压超过导通电压时VBo,电流开始显著增加。当电流从一个特定的极限增加时,二极管开关到在状态。调用current的这个值保持电流肖克利二极管。
把二极管接通关闭状态供电电压应降低,使电流值降低到保持电流限制以下。
肖克利二极管的V-I特性
如上所述,当结J1和J3正向偏置时,二极管中的电流开始增加。因此,从Characteristics曲线上可以看出,以上导通电压电流明显增大。当电流达到一个值等于保持电流值(IH)肖克利二极管处于ON状态。
当J2正向偏置,J1反向偏置,J3反向偏置时,二极管工作在反向偏置模式。因此反向电流开始增大,如果反向电压超过反向击穿电压,则由于反向电流幅度大而产生过多的热量。这导致了二极管的破坏。因此它永远不会在反向偏置模式下工作。
肖克利二极管的优点
- 肖克利二极管具有较高的开关速度。
- 它能做的远比晶体管多,因为它的结构本身由两个晶体管连接到一个共同的终端。
肖克利二极管的缺点
由于涉及到四层半导体材料,其结构十分复杂。
肖克利二极管的应用
- 肖克利二极管作为触发开关:用于ON SCR或触发SCR。在下面的电路,RC网络馈电到直流电源和电容开始充电。当跨过电容器的电压变成等于肖克利二极管的击穿电压时,电容器开始放电。然后,二极管开关到ON状态,通过提供栅极电流到可控硅打开可控硅。
因此,可控硅被打开,警报开始。当电压供应停止,然后也可控硅保持在闩锁,是在导电阶段的一段时间。因此,肖克利二极管只用于打开它。
- 肖克利二极管作为弛豫振荡器:在这种情况下,电容通过一个电阻充电,当跨过电容的电压大于导通电压时,二极管打开并作为一个短路。
然后电容器通过肖克利二极管放电,这样循环往复。
但电容器并不完全放电。利用这些图可以了解张弛振荡器的波形。
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