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PNPN二极管或Shockley二极管

在本教程中，我们将了解Shockley二极管。尽管它不可用的商业上（1950年代的生产停止），但它没有特别有用，Shockley Diode的模型技术在创造其他类型的晶闸管中非常有用，如SCR，DIAC和TREAC等。

它是晶闸管家族设备的第一个成员，它以发明人威廉布拉德福德震惊命名。一旦我们理解这二极管的这一基本操作，我们就会轻松理解晶闸管覆盖的下一个概念。让我们了解震惊二极管工作和应用。

大纲

震撼二极管或PNPN二极管是四层（P-N-P-N），两个端子（即阳极和阴极）半导体开关装置。它也称为四层二极管。它类似于普通二极管，没有任何触发输入，在反向偏置条件下，没有电流流过它，并且在正向偏置状态电流时流过它，当其上的电压超过它的断裂电压时流过它。

这些二极管只有两种状态，即在或关闭，这就是为什么这些被归类为晶闸管。基本结构，Scockley二极管的两个晶体管类比和符号如下图所示。

该二极管的结构简单：通过连接四层形成PNPN结构造。该二极管使用两个晶体管的等效电路如上图所示，其中晶体管T1的集电极连接到T2的基部。

结j1形成在T1，J2的发射极底部结处是在T1和T2之间的共同连接的基极集电极连接处，并且J3处于T2的基础发射极结。因此，作为基础发射器结，J1和J3必须向前偏置并且作为收集器基准结，J2必须反向偏置以进行线性操作。

如上所述，这些二极管由三个接头J1，J2和J3组成。当将电压施加到该二极管时，使得阳极相对于阴极使正，结j1和j3正向偏置，并且J2是反向偏置的。

直到二极管上的电压小于断裂电压，因为该二极管具有非常高的电阻，并且允许无电流流过它。一旦达到了断裂电压（随着正向电压增加），它由于结j2的分解而显示出非常低的电阻。

因此，它起到短路并且允许电流流动，直到电流达到二极管的保持电流水平。通过二极管的这种正向电流取决于所施加的电压和外部负载电阻。下图显示了用于导通和非导电状态的Shockley二极管的VI特性，其中在导通电流时仅在电压大于断开电压Vbo时流动。

当阳极相对于阴极进行负极时，结j1和j3是反向偏置的，并且结j2是正偏置的。如果增加反向偏置电压（超出Shockley二极管的击穿电压），则J1和J3是反向偏置的，则反向电流将流过二极管，如上面的图所示。

这种反向电流产生热量，进一步这可能会破坏整个二极管。因此，震动二极管不应以反向偏置条件的反向偏置条件，电压等于反向击穿电压。

一旦Shockley Diode在它上，就像闭合开关一样，为电流的电阻提供非常低的电阻。关闭二极管（或用作打开开关），施加的电压必须减小到这样的值，使得流过二极管的电流小于二极管的保持电流Ih。在这种状态下，结j2来自反向击穿状态并恢复其高电阻值。

Shockley二极管主要用于切换应用。下面讨论了Shockley Diode作为弛豫振荡器和触发开关的两个主要重要应用。

下图显示了使用Shockley二极管的弛豫振荡器电路。在此，二极管通过电源电池横跨电容器电源连接。

当电池电压施加到电路时，电容器通过电阻R充电。当电容器两端的施加电压或电压超过Shockley二极管的断裂时，它变为开启并用作开关。

这会迅速地通过二极管排出电容器。并且当通过二极管的电流小于二极管的保持电流时，二极管变为关闭并且再次电容器电荷。电容器上的电压如下图所示，其中参考的电压大于零伏，因为电容器不会完全放电。

Shockley Diode的最常见应用是开关电路，打开SCR。在下面的电路SCR由Shockley二极管触发。电阻和电容器RC网络通过驱动Shockley二极管的直流电源供给。

当应用VDC时，Shockley正向偏置，并且电容器也通过电阻开始充电。当电容器的充电电压达到二极管的断裂电压时，二极管开始导通，并且电容器开始通过二极管放电。

震撼码码的这种传导驱动了SCR接通状态，然后蜂鸣器发出警报。一旦SCR打开，它将保留在锁定或状态下，直到拆除电源或应用于SCR的换向技术。因此，栅极或震惊二极管电路没有效果使SCR关闭。然而，通过选择电容器和电阻的适当值来控制SCR的触发时间。