第01章半导体二极管及其应用电路

1、康少栋康少栋课程性质课程性质 考试课考试课，3学分，学分，48学时学时，112周周* 平时成绩（作业，考勤）平时成绩（作业，考勤）30%， 期末成绩期末成绩70% 实验实验0.5学分（公共课部负责），学分（公共课部负责）， 715 or 8-16周周硬件：模电、数电、微机原理软件：OS，网络目录目录 第一章第一章 二极管二极管 第二章第二章 三极管三极管 第三章第三章 场效应管场效应管 第四章第四章 功放功放 第五章第五章 集成运放集成运放 第六章第六章 反馈反馈 第七章第七章 集成运放的应用集成运放的应用 第八章第八章 直流稳压电源直流稳压电源 第一章第一章 半导体二极管及其应用电路半导体二

2、极管及其应用电路半导体基础知识半导体基础知识PN结结半导体二极管半导体二极管1. 导体：导体：电阻率电阻率 109 cm 物质。如橡胶、物质。如橡胶、塑料等。塑料等。3. 半导体：半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物导电性能介于导体和半导体之间的物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅( (Si) )和锗和锗( (Ge) )。半导体导电性能是由其原子结构决定的。半导体导电性能是由其原子结构决定的。 1-1 1-1 半导体基础知识半导体基础知识 半导体的特性半导体的特性本征半导体：本征半导体：纯净的具有晶体结构的纯净的具有晶体结构的鍺鍺、硅、硒、硅、硒下

3、一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回半导体的导电特性：半导体的导电特性：( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻) )。掺杂性掺杂性：纯净的半导体中掺入微量某些杂质，导电纯净的半导体中掺入微量某些杂质，导电 能力明显改变能力明显改变( (可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。 当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化 ( (可做可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等管、光敏三极管等) )。热、光敏

4、性：热、光敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强本征半导体和杂质半导体本征半导体和杂质半导体本征半导体本征半导体现代电子学中，用的最多的半导体是硅和现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个(4价元素价元素)。GeSi硅原子硅原子锗原子锗原子+4+4硅和锗最外层轨道上硅和锗最外层轨道上的四个电子称为的四个电子称为价电子价电子。硅原子结构硅原子结构图图 硅原子结构硅原子结构( (a) )硅的原子结构图硅的原子结构图最外层电子称最外层电子称价电子价电子 价电子价电子锗原子也是锗原子也是 4 价

5、元素价元素4 价元素的原子常常用价元素的原子常常用+ 4 电荷的正离子和周围电荷的正离子和周围 4个价电子表示。个价电子表示。+4( (b) )简化模型简化模型硅和锗的晶体结构硅和锗的晶体结构在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成形成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4+4+4

6、离子核离子核 本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构束缚电子束缚电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在绝对温度在绝对温度T=0K时，时，所有的价电子都被共价键所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不紧紧束缚在共价键中，不会成为会成为自由电子自由电子，因此本因此本征半导体的导电能力很弱征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。，接近绝缘体。本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体晶体。化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为常称为“九个九个9”。本征半导体和杂质半导体本征半导体和杂质半导体 这一

7、现象称为这一现象称为本征激发本征激发，也称也称热激发热激发。 当温度升高或受到光的当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电子核的束缚，而参与导电，成为，成为自由电子自由电子。自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由电子产生的同自由电子产生的同时，在其原来的共价键时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，中就出现了一个空位，称为称为空穴空穴。 可见本征激发同时产生电子可见本征激发同时产生电子空穴对。空穴对。外加能量越高外加能量越高（温度温度越高），产生的电子空穴对越越高），产生的电子

8、空穴对越多。多。与本征激发相反的现象与本征激发相反的现象复合复合在一定温度下，本征激发和复在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。电子空穴对的浓度一定。常温常温300K时：时：电子空穴对的浓度电子空穴对的浓度硅：硅：310cm104 . 1锗：锗：313cm105 . 2自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴电子空穴对电子空穴对 1.当半导体处于热力学温度当半导体处于热力学温度0K时，半导体中没有自时，半导体中没有自由电子由电子,所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不

9、会成为，不会成为自由电子自由电子，因此本征半导体的导电能力很因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。弱，接近绝缘体。 2.当当温度升高或受到光的照射温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，时，价电子能量增高，有极少数的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导有极少数的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为电，成为自由电子自由电子。3.自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性其正电量与电子的负电量相等，人们

10、常称呈现正电性的这个空位为的这个空位为空穴空穴。空穴运动相当于正电荷的运动。空穴运动相当于正电荷的运动 这一现象称为这一现象称为本征激发，本征激发，也称也称热激发热激发 。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子 可见因热激发而出现的自由电子和空穴是可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为同时成对出现的，称为电子空穴对电子空穴对。游离的部。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合，复合，如图所示。如图所示。激发复合本征激发和复合的过程本征激发和

11、复合的过程 本征激发与复合 在半导体中，同时存在着电子导电和空穴在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是导电，这是半导体导电方式的最大特点半导体导电方式的最大特点，也是，也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。半导体和金属在导电原理上的本质差别。 当半导体两端加上外电压时当半导体两端加上外电压时,半导体中将半导体中将出现两部分电流出现两部分电流:1、自由电子作定向运动所形成的、自由电子作定向运动所形成的电子电流电子电流,2、应被原子核束缚的价电子、应被原子核束缚的价电子(注意注意,不是自由不是自由电子）递补空穴所形成的电子）递补空穴所形成的空穴电流空穴电流。 自由电子和空穴都成为载流子。

12、自由电子和空穴都成为载流子。 本征半导体中的自由电子和空穴总是本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不断地复合。在一成对出现的，同时又不断地复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，于是半导体中的载流子（自由态平衡，于是半导体中的载流子（自由电子和空穴）边维持一定数目。温度越电子和空穴）边维持一定数目。温度越高，载流子数目越多，导电性能也就越高，载流子数目越多，导电性能也就越好。所以，好。所以，温度对半导体器件性能的影温度对半导体器件性能的影响很大。响很大。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 Si Si Si Sip+多多余余电电子

13、子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴杂质半导体杂质半导体：掺入少量杂质的半导体掺入少量杂质的半导体下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回多余电子多余电子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多数载流子多数载流子自由电子自由电子少数载流子少数载流子 空穴空穴+N N型半导体型半导体施主离子施主离子自由电子自由电子电子空穴对电子空穴对1.N1.N型半导体型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴

14、空穴硼原子硼原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+3+4+4多数载流子多数载流子 空穴空穴少数载流子少数载流子自由电子自由电子P型半导体受主离子受主离子空穴空穴电子空穴对电子空穴对2.P2.P型半导体型半导体杂质半导体的示意图杂质半导体的示意图+N N型半导体型半导体多子多子电子电子少子少子空穴空穴P P型半导体型半导体多子多子空穴空穴少子少子电子电子少子浓度少子浓度与温度有关与温度有关多子浓度多子浓度与温度无关与温度无关总总 结结1、N型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供的电子，本征半导体中受激发产生的电子只占供的电子，本征半导体中受激发产生

15、的电子只占少数。少数。 N型半导体中空穴是少子，少子的移动也型半导体中空穴是少子，少子的移动也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。近似认为多子与杂质浓度相等。2、P型半导体中空穴是多子，电子是少子。型半导体中空穴是多子，电子是少子。内电场E因多子浓度差因多子浓度差形成内电场形成内电场多子的扩散多子的扩散 空间电荷区空间电荷区 阻止多子扩散，促使少子漂移。阻止多子扩散，促使少子漂移。PNPN结合结合+P型半导体+N型半导体+空间电荷区空间电荷区多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽

16、层 1 . PN结的形成结的形成 1-2 PN 1-2 PN 结结少子飘移少子飘移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散多子扩散 又失去多子，耗尽层宽，又失去多子，耗尽层宽，EP型半导体+N型半导体+内电场E多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层动态平衡：动态平衡： 扩散电流扩散电流 漂移电流漂移电流总电流总电流0势垒势垒 UO硅硅 0.5V锗锗 0.1V 因浓度差因浓度差 多子的扩散运动多子的扩散运动由由杂质离子形成空间电荷区杂质离子形成空间电荷区 空间电荷区形成内电场空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移内电场促使少子漂移 内电场

17、阻止多子扩散内电场阻止多子扩散 PN结的形成过程结的形成过程当漂移运动与扩散运动达到动态平衡时，空间电当漂移运动与扩散运动达到动态平衡时，空间电荷区便稳定下来，荷区便稳定下来，PN结形成。结形成。1、空间电荷区中没有载流子，、空间电荷区中没有载流子， 所以电阻率很高。所以电阻率很高。“耗尽层耗尽层”2、空间电荷区中内电场、空间电荷区中内电场阻碍阻碍P中的空穴、中的空穴、N中的电子（都是中的电子（都是多子多子）向对方运动）向对方运动（扩散运动扩散运动）。）。“阻挡层阻挡层”3、空间电荷区中内电场、空间电荷区中内电场推动推动P中的电子和中的电子和N中的空穴（都是中的空穴（都是少子少子）向对方运动）

18、向对方运动（漂移运动漂移运动） 。请注意请注意2. PN结的单向导电性结的单向导电性(1) 加正向电压（正偏）加正向电压（正偏）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场外电场削弱内电场 耗尽层变窄耗尽层变窄 扩散运动漂移运动扩散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F+P型半导体+N型半导体+WER空间电荷区内电场E正向电流正向电流(2) 加反向电压加反向电压电源正极接电源正极接N区，负极接区，负极接P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内

19、电场外电场加强内电场 耗尽层变宽耗尽层变宽 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流少子漂移形成反向电流I I R R+内电场+E+EW+空 间 电 荷 区+R+IRPN 在一定的温度下，由本在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是征激发产生的少子浓度是一定的，故一定的，故IR基本上与外基本上与外加反压的大小无关加反压的大小无关，所以所以称为称为反向饱和电流反向饱和电流。但。但IR与温度有关。与温度有关。 PN结加正向电压时，具有较大的正向结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，扩散电流，呈现低电阻， PN结导通；结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向结加反向电

20、压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。结截止。 由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单向导结具有单向导电性。电性。3. PN结结的伏安特性曲线及表达式的伏安特性曲线及表达式 根据理论推导，根据理论推导，PNPN结的伏安特性曲线如图结的伏安特性曲线如图正偏正偏IF（多子扩散）（多子扩散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向饱和电流反向饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿反向击穿热击穿热击穿烧坏烧坏PN结结电击穿电击穿可逆可逆)1(eTS-UuIi 根据理论分析：根据理论分析：u 为为PN结两端的电压降结两端的电压降i 为流过为流过PN结的

21、电流结的电流IS 为反向饱和电流为反向饱和电流UT =kT/q ，称为温度的电压，称为温度的电压当量当量其中其中k为玻耳兹曼常数为玻耳兹曼常数 1.381023q 为电子电荷量为电子电荷量1.6109T 为热力学温度，对于室温为热力学温度，对于室温（相当（相当T=300 K）则有则有UT=26 mV。当当 u0 uUT时时1eTUuTeSUuIi 当当 u|U T |时时1eT-UuSIi-4. PN结的电容效应结的电容效应 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化结中存储的电荷量要随之变化，就像

22、电容充放电一样。，就像电容充放电一样。 (1) 势垒电容势垒电容CB空空间间电电荷荷区区W+R+E+PN(2) 扩散电容扩散电容CD 当外加正向电压不当外加正向电压不同时，同时，PN结两侧堆结两侧堆积的少子的数量及浓积的少子的数量及浓度梯度也不同，这就度梯度也不同，这就相当电容的充放电过相当电容的充放电过程程。+NPpLx浓浓度度分分布布耗耗尽尽层层NP区区区区中中空空穴穴区区中中电电子子区区浓浓度度分分布布nL电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来极间电容（结电容）极间电容（结电容）5 5、PNPN结的形成过程、主要特性、主要特性的描述方式结的形成过

23、程、主要特性、主要特性的描述方式 二极管二极管 = PN结结 + 管壳管壳 + 引线引线NP结构结构符号符号阳极阳极+阴极阴极- 1-3 1-3 半导体二极管半导体二极管 二极管二极管 = 一个一个PN结结 + 管壳管壳 + 引线引线NP结构结构符号符号阳极阳极+阴极阴极-半导体二极管半导体二极管 的几种常用结构的几种常用结构二极管的一般符号二极管的一般符号 二极管的符号二极管的符号发光二极管发光二极管 稳压二极管稳压二极管 光电二极管光电二极管 变容二极管变容二极管 隧道二极管隧道二极管 温度效应温度效应二极管二极管 t 双向击穿二极管双向击穿二极管 磁敏二极管磁敏二极管 体效应二极管体效应

24、二极管 双向二极管双向二极管 交流开关二极管交流开关二极管 二极管按结构分三大类：二极管按结构分三大类：(1) 点接触型二极管点接触型二极管PN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。用于检波和变频等高频电路。N型 锗正 极 引 线负 极 引 线外 壳金 属 触 丝(2) 面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用于结面积大，用于工频大电流整流电路。工频大电流整流电路。负 极 引 线正 极 引 线N型 硅P型 硅铝 合 金 小 球底 座半导体二极管的型号半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：2AP9用数字

25、代表同类器件的不同规格。用数字代表同类器件的不同规格。代表器件的类型，代表器件的类型，P为普通管，为普通管，Z为整流管，为整流管，K为开关管。为开关管。代表器件的材料，代表器件的材料，A为为N型型Ge，B为为P型型G， C为为N型型Si， D为为P型型Si。2代表二极管，代表二极管，3代表三极管。代表三极管。半导体二极管图片半导体二极管图片 半导体二极管的半导体二极管的VA特性曲线特性曲线 硅：硅：0.5 V 锗：锗： 0.1 V(1) 正向特性正向特性导通压降导通压降反向饱和电流反向饱和电流(2) 反向特性反向特性死区死区电压电压iu0击穿电压击穿电压UBR实验曲线：实验曲线：uEiVmAu

26、EiVuA锗锗硅：硅：0.7 V 锗：锗：0.3V伏安特性伏安特性(与与PN结一样，具有单向导电性结一样，具有单向导电性)UI死区（开启死区（开启U UONON）电压）电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通电压降导通电压降: : 硅管硅管0.60.8V,锗管锗管0.10.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR) 死区死区电压电压正向正向反向反向外电场不足以克服外电场不足以克服内电场内电场,电流很小电流很小外电场不足以克服外电场不足以克服内电场内电场,电流很小电流很小(1) 正向特性正向特性uEiVmA(2) 反向特性反向特性uEiVuAPN+PN+UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V

27、,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降: : 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.10.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR) 死区死区电压电压正向正向反向反向当外加电压大于死区当外加电压大于死区电压内电场被大大减电压内电场被大大减削弱削弱,电流增加很快电流增加很快。UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降: : 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR) 死区死区电压电压反向反向 由于少子的漂移运动形成很由于少子的漂移运动形成很小的反向电流小的反向电流,且且U U(BR)在内在内,其大小基恒定其大小基恒定,称反向饱和电

28、流称反向饱和电流,其随温度变化很大。其随温度变化很大。 二极管的主要参数二极管的主要参数 (1) 最大整流电流最大整流电流IF二极管长期连续工作时，二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大允许通过二极管的最大整流电流的平均值。整流电流的平均值。(2) 反向击穿电压反向击穿电压UBR 二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压值称为反向击穿电压电压UBR。 (3) 反向电流反向电流I IR R 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗

29、二极管在级；锗二极管在微安微安( A)级。级。主要参数主要参数1）最大整流电流）最大整流电流 IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2）最高反向工作电压）最高反向工作电压UR3）反向电流）反向电流 IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较

30、小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。向电流要大几十到几百倍。4)最高工作频率最高工作频率fM 在实际应用中，应根据管子所用的场合，按在实际应用中，应根据管子所用的场合，按其所承受的最高反向电压、最大正向平均电流、其所承受的最高反向电压、最大正向平均电流、工作频率、环境温度等条件，选择满足要求的二工作频率、环境温度等条件，选择满足要求的二极管。极管。PN+PN+总总 结结 二极管的等效电路二极管的等效电路 1. 将伏安特性折线化将伏安特性折线化理想理想二极管二极管近似分析近似分析中最常用中最常用理想开关理想开关导通时导通时 UD0截止时截止时IS0导通时导通时UDUon截止时截止时IS0导通时导

31、通时i与与u成成线性关系线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！应根据不同情况选择不同的等效电路！理想理想模型模型恒压降模型恒压降模型折线模型折线模型DTDDdIUiur根据电流方程，Q越高，越高，rd越小。越小。 当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。ui=0时直流电源作用时直流电源作用小信号作用小信号作用静态电流静态电流2. 微变等效电路微变等效电路( (低频交流小信号作用下的等效电路低频交流小信号作用下的等效电路) )定性

32、分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通截导通截止止 若二极管是理想的，若二极管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+ 二极管的钳位作用是指利用二极管正向导通压降相对稳定，且二极管的钳位作用是指利用二极管正向导通压降相对稳定，且数值较小数值较小(有时可近似为零有时可近似为零)的特点，来限制电路中某点的电位。的特点，来限制电路中某点的电位。2、?例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+ kR6VVDD6uDiD解：解： 理想模型理想模型： ，加在二极管阳极的电位高于加在，加在二极管阳极的电位高于加在二极管阴极的电位，二极管导通。二极管阴极的电

33、位，二极管导通。VVDD6VuD0mARViDDD166103例例3 电路如图所示，电路如图所示， ， 。试分别用理。试分别用理想模型和恒压降模型，求解电路的想模型和恒压降模型，求解电路的 和和 的值的值。VVDD6VuD7 . 0mARViDDD88. 01067 . 067 . 03- ，加在二极管阳极的电位高于加在二极管阴极的电位，二极管导通。解：恒压降模型：例例4 电路如图所示，假设图中的二极管是理想的电路如图所示，假设图中的二极管是理想的，试判断二极管是否导通，并求出相应的输出电，试判断二极管是否导通，并求出相应的输出电压。压。解：二极管解：二极管D导通，输导通，输出电压出电压 。V

34、U3O1 二极管二极管D截止，输出截止，输出电压电压 。VU5O2b.V5V时，判断出二极管时，判断出二极管D导通导通,直流电直流电流为流为mA8 . 8A)5000.65( DD-RUVIc.V=10V时时，mA8 .18A)5000.6-10(D-RUVID1. V2V、5V、10V时二极管中的直流时二极管中的直流电流各为多少？电流各为多少？mA8 . 2A)5000.62( DD-RUVIa.V2V时，判断出二极管时，判断出二极管D导通导通,直流电流直流电流为为二极管导通电压UD 为0.6V,UT=26mV二极管基本应用电路二极管基本应用电路 二极管在低频和高频以及数字电路均有广泛的应二

35、极管在低频和高频以及数字电路均有广泛的应用。用。以下主要介绍二极管在低频电路的几种应用。以下主要介绍二极管在低频电路的几种应用。二极管几种基本应用 整流电路整流电路限幅电路限幅电路电平选择电路电平选择电路（1）工作原理）工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，导通， ADRLB，uO= u2 。 2u-2uu2的负半周，的负半周，D截止，承受反向电压，为截止，承受反向电压，为u2； uO=0。基本应用电路基本应用电路1、整流电路、整流电路整流电路是利用二极管的单向导电整流电路是利用二极管的单向导电作用，将交流电变成直流电的电路作用，将交流电变成直流电的电路。半波整流电路半波整流电路改变电路及二

36、极管的接入方式改变电路及二极管的接入方式,可得不同波形。可得不同波形。基本应用电路基本应用电路全波整流电路全波整流电路 牢记牢记全波整流全波整流电路下列电路下列2个电路特征：个电路特征： （1）一组全波整流电路中使用两只整流二极管；）一组全波整流电路中使用两只整流二极管； （2）电源变压器次级线圈必须有中心抽头）电源变压器次级线圈必须有中心抽头。二极管限幅电路二极管限幅电路 又称为：又称为：“削波电路削波电路”, 能够把输入电压变化范围加以限制，常能够把输入电压变化范围加以限制，常用于波形变换和整形。用于波形变换和整形。例：例：二极管构成的限幅电路如图所示，二极管构成的限幅电路如图所示，R1k

37、，UREF=2V，输入信号为，输入信号为ui。 (1)若若 ui为为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管串联电压源模型计算电流理想二极管串联电压源模型计算电流I和输出电压和输出电压uo+-+UIuREFRiuO解解：（1）采用理想模型分析。）采用理想模型分析。 采用理想二极管串联电压源模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。mA2k12VV4REFi-RUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI-2.7V0.7VV2DREFoUUu（2）如果）如果ui为幅度为幅度4V的交流三角波，波形如图（的交流三角波，波形如图（b）所）所示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。型分析电路并画出相应的输出电压波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二极管采用理想二极管模型分析。波形如图所示。模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用理想二极管串联采用理想二极管串联电压源模型分析，波形电压源模型分析，波形如图所示。如图所