第1章半导体二极管

1、1 半导体二极管半导体二极管1.1 半导体的基本知识半导体的基本知识1.2 PN结的形成及特性结的形成及特性 1.3 二极管二极管 1.5 特殊二极管特殊二极管 1.4 二极管电路例题二极管电路例题半导体材料：半导体材料：半导体的特点：半导体的特点： 根据物体导电能力根据物体导电能力( (电阻率电阻率) )的不同，划分为导的不同，划分为导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。 半导体的电阻率为半导体的电阻率为1010-3-310109 9 cmcm。常用材料的。常用材料的半导体有半导体有硅硅SiSi和和锗锗GeGe以及以及砷化镓砷化镓GaAsGaAs等。等。导电能力不同于导体、绝缘体导电能力

2、不同于导体、绝缘体1.1 1.1 半导体的基本知识半导体的基本知识返回返回导电能力在外界光和热的刺激时发生很大变化导电能力在外界光和热的刺激时发生很大变化光敏元件、热敏元件光敏元件、热敏元件掺进微量杂质，导电性能显著增加掺进微量杂质，导电性能显著增加各类半导体各类半导体掺杂用半导体：掺杂用半导体：B，P，Al等等 1.1.11.1.1半导体的共价键结构半导体的共价键结构 (a) (a) 硅晶体的空间排列硅晶体的空间排列 (b) (b) 共价键结构平面示意图共价键结构平面示意图(c)+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键共价键共价键

3、结构平面示意图共价键结构平面示意图1.1.2 1.1.2 本征半导体及本征激发本征半导体及本征激发本征半导体本征半导体完全纯净的、结构完整的半导体晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体。载流子载流子可以自由移动的带电粒子可以自由移动的带电粒子 返回 +4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4电子空穴对电子空穴对 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了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，这个空位为一个空位，这个空位为空穴空穴。自由电子自由电子 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为称为电子空穴对电子空

4、穴对。本征激发或热激发动画1-1空穴空穴所以晶体中的载流子有两种：所以晶体中的载流子有两种：自由电子、空穴自由电子、空穴空穴空穴N Ni i= =P Pi i，返回返回 复合复合自由电子可以与空穴复合形成新的填充的共价自由电子可以与空穴复合形成新的填充的共价键键 温度一定时，载流子的复合率等于产生率温度一定时，载流子的复合率等于产生率动态平衡动态平衡1.1.3 1.1.3 杂质半导体杂质半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+41.N1.N型半导体型半导体（电子型半导体电子型半导体）在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入5 5价的元素价

5、的元素( (磷、砷、锑磷、砷、锑 ) )失去电子成为失去电子成为稳定的正离子稳定的正离子+5+5易成为自由电子易成为自由电子在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体杂质半导体。返回返回1. 1.空穴数空穴数= =本征激发的空穴数本征激发的空穴数2.2.所掺杂质称为施主杂质（或所掺杂质称为施主杂质（或N N型杂质、施主型杂质、施主原子原子) )3.3.自由电子浓度（自由电子浓

6、度（n n）= =本征激发的自由电子浓本征激发的自由电子浓度（度（p p)+)+施主杂质自由电子浓度（施主杂质自由电子浓度（NDND）4.4.自由电子为多数载流子（多子）；空穴为少自由电子为多数载流子（多子）；空穴为少数载流子数载流子( (少子）少子）5.5. 在无外电场时，呈电中性在无外电场时，呈电中性N N型半导体的特点型半导体的特点+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+32.P2.P型半导体（空穴型半导体）型半导体（空穴型半导体）在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入3价的元素（硼）价的元素（硼）得到电子成为不能得到电子成为不能移动的负离子移动的负离子返回硅或锗原子的共价键缺硅

7、或锗原子的共价键缺少一个电子形成了空穴少一个电子形成了空穴电子数电子数= =本征激发电子数；本征激发电子数；所掺杂质称为受主杂质（或所掺杂质称为受主杂质（或P P型杂质、型杂质、受主原子）；受主原子）；总空穴浓度（总空穴浓度（p p)=)=本征激发的空穴浓度本征激发的空穴浓度（n n)+)+受主杂质的浓度（受主杂质的浓度（NANA）；）；空穴为多数载流子（多子），空穴为多数载流子（多子）， 电子为电子为少数载流子少数载流子( (少子）；少子）；在无外电场时，呈电中性在无外电场时，呈电中性P P型半导体的特点型半导体的特点注意：注意：在本征半导体中掺入杂质（例如在本征半导体中掺入杂质（例如N N

8、型杂质），型杂质），可提高多子（电子）的浓度，也使电子与空穴的复可提高多子（电子）的浓度，也使电子与空穴的复合几率增加，这样少子（空穴）的浓度会降低。合几率增加，这样少子（空穴）的浓度会降低。一定温度下，掺杂前后的电子空穴浓度的乘积为常数，一定温度下，掺杂前后的电子空穴浓度的乘积为常数，即即iinppn 因为因为iinp 所以所以22iipnpn例：纯净硅，室温下，例：纯净硅，室温下，n ni i= =p pi i=10=101010/cm/cm3 3数量级数量级硅晶体中硅原子数为硅晶体中硅原子数为10102222/cm/cm3 3数量级数量级掺入百万分之一（掺入百万分之一（1010-6-6）

9、的杂质，即杂质浓度为：）的杂质，即杂质浓度为：1010222210106 610101616/cm/cm3 3若每个杂质给出一个载流子，则掺杂后的载流子浓若每个杂质给出一个载流子，则掺杂后的载流子浓度为：度为：10101616101010 10 10101616/cm/cm3 3数量级数量级比掺杂前增加比掺杂前增加10106 6倍，即一百万倍！倍，即一百万倍！掺入微量杂质，导电能力将很大提高掺入微量杂质，导电能力将很大提高 掺入杂掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大质对本征半导体的导电性有很大的影响，一些典型的数据如下的影响，一些典型的数据如下: T=300 K室温下室温下, ,本征硅的电子和

10、空穴浓度本征硅的电子和空穴浓度: : n = p =1.41010/cm31 本征硅的原子浓度本征硅的原子浓度: : 4.961022/cm3 3以上三个浓度基本上依次相差以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。 2掺杂后掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度型半导体中的自由电子浓度: n=51016/cm3杂质对半导体导电性能的影响杂质对半导体导电性能的影响PNPN结的形成及特性结的形成及特性1.2 PN1.2 PN结的形成及特性结的形成及特性1.2.1 1.2.1 载流子的漂移与扩散载流子的漂移与扩散1.2.2 PN1.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电性1.2.3 PN1.2.3

11、PN结的伏安特性结的伏安特性 1.2.4 PN1.2.4 PN结的反向击穿结的反向击穿1.2.5 PN1.2.5 PN结的电容效应结的电容效应返回返回1.2.1 1.2.1 载流子的漂移与扩散载流子的漂移与扩散在一块本征半导体中在一块本征半导体中, ,通通过扩散不同的杂质过扩散不同的杂质, ,分别分别形成形成N N型型半导体半导体和和P P型型半半导体导体。+ + 五价的元素五价的元素+ + 三价的元素三价的元素产生多余电子产生多余电子产生多余空穴产生多余空穴返回返回 N 区 P区 用专门的制用专门的制造工艺在同一造工艺在同一块半导体单晶块半导体单晶上，形成上，形成P P型半型半导体区域和导体

12、区域和N N型型半导体区域，半导体区域，在这两个区域在这两个区域的交界处就形的交界处就形成一个成一个PNPN结结 。P 区区N N 区区相当于相当于P区的空穴向区的空穴向N区扩散并与电子复合区扩散并与电子复合N区的电子向区的电子向P区扩散并与空穴复合区扩散并与空穴复合空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向 内电场方向内电场方向空间电荷区空间电荷区 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡动态平衡。P区区N区区多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡动态平衡，空间电荷区，空间电荷区

13、的宽度基本上稳定。的宽度基本上稳定。内电场内电场阻碍阻碍多子的扩散运动，多子的扩散运动，促进促进少子的漂移运动。少子的漂移运动。空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向PN多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移结结 论论 ：在在PN结中结中同时存在同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。多子的扩散运动和少子的漂移运动。 3.2.2 3.2.2 PNPN结的形成结的形成 因浓度差因浓度差 空间电荷区形成内电场空间电荷区形成内电场 内电场内电场促进促进少子漂移少子漂移 内电场内电场阻碍阻碍多子扩散多子扩散 最后最后, ,多子的扩散和少子的漂移达到多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡动态平衡。多子的扩散运动

14、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 PNPN结中的两种运动结中的两种运动返回漂移运动漂移运动：由电场作用引起的载流子的运动称为漂：由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。移运动。扩散运动扩散运动：由载流子浓度差引起的载流子的运动称：由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。为扩散运动。返回PNPN结的几种叫法结的几种叫法：留下的是不能运动的离留下的是不能运动的离子子空间电荷区空间电荷区。多子都扩散到对方被复合掉多子都扩散到对方被复合掉了了耗尽层耗尽层。形成的内电场阻止扩散运形成的内电场阻止扩散运动动阻挡层阻挡层。形成的内电场具有电位梯度，称接触电位差（很形成

15、的内电场具有电位梯度，称接触电位差（很小）小）势垒区势垒区。1.2.1 PN1.2.1 PN结的单向导电性结的单向导电性 1. PN1. PN结加正向电压结加正向电压正偏正偏P区区N区区内电场内电场外电场外电场EI空间电荷区变窄空间电荷区变窄 P P区的空穴进入空间电荷区区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和和一部分负离子中和 N N区电子进入空间电荷区电子进入空间电荷 区和一部分正区和一部分正 离子中和离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流扩散运动增强，形成较大的正向电流形成正向形成正向电流电流多子向多子向PNPN结移动结移动空间电荷变窄空间电荷变窄内电场减弱内电场减弱扩散运动大扩散运动

16、大于漂移运动于漂移运动PNPN结在外加正向电压时的情况结在外加正向电压时的情况外加电场与内电场方向相反，外加电场与内电场方向相反，削减内电场的作用削减内电场的作用2.PN2.PN结加反向电压结加反向电压反偏反偏外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽空间电荷区变宽 内电场内电场外电场外电场少子越过少子越过PN结形成结形成很小的反向电流很小的反向电流IREN区区P区区形成形成反向反向电流电流多子背离多子背离PNPN结移动结移动空间电荷区变宽空间电荷区变宽, ,内电场增强内电场增强漂移运动大漂移运动大于扩散运动于扩散运动PNPN结的外加

17、反向电压时的情况结的外加反向电压时的情况外加电场与内电场方向一致，外加电场与内电场方向一致，增强内电场的作用增强内电场的作用由上述分析可知由上述分析可知：PN结具有结具有单向单向导电性导电性 即即在在PNPN结上加正向电压时，结上加正向电压时，PNPN结结电阻很低，正向电流较大。（电阻很低，正向电流较大。（PNPN结处结处于于导通导通状态）状态） 加反向电压时，加反向电压时，PNPN结电阻很高，反结电阻很高，反向电流很小。（向电流很小。（PNPN结处于结处于截止截止状态）状态）切记切记 1.2.3 PNPN结伏安特性结伏安特性 PNPN结结V V- -I I 特性表达式特性表达式iDPN结电流

18、结电流) 1e (/SDDTnVIivIS 反向饱和电流反向饱和电流VT 温度的电压当量温度的电压当量在常温下（在常温下（T T=300K=300K）V026. 0 qkTVTmV 26 n 发射系数，与发射系数，与PN结尺寸、材料等有关，结尺寸、材料等有关，1-2，一般取，一般取1vDPN结外加电压结外加电压当当PN结两端加结两端加反向电压反向电压时，时，VD为负值，为负值，|VD | 比比VT大几倍，大几倍， 。SDVnVIieTD,0/返回返回) 1e (/SDDTnVIiv当当PN结两端加结两端加正向电压正向电压时，时，VD为正值，为正值，VD 比比VT大大几倍，几倍， ， iD与与V

19、D成指数关系。成指数关系。, 1/TDVVeTnVIi/SDDev1.2.4 PN1.2.4 PN结的反向击穿结的反向击穿当外加的反向电压大于一当外加的反向电压大于一定的数值（定的数值（VBR：击穿电压）：击穿电压）时，反向电流急剧增加时，反向电流急剧增加 ，称为击穿。称为击穿。雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿和齐纳击穿雪崩击穿和齐纳击穿形成电子空穴对（碰撞电离）形成电子空穴对（碰撞电离）通过通过PNPN结的少子获得能量大结的少子获得能量大与晶体中原子碰撞使共价键的束缚与晶体中原子碰撞使共价键的束缚电荷挣脱共价键电荷挣脱共价键PNPN结反向高场强结反向高场强载流子倍增效应载流子倍增效应齐纳击穿：齐

20、纳击穿：形成电子空穴对形成电子空穴对直接将直接将PNPN结中的束缚电荷从共价键中拉出来结中的束缚电荷从共价键中拉出来PNPN结电场很大结电场很大很大反向电流很大反向电流齐纳击穿需要很高的场强：齐纳击穿需要很高的场强：2 210105 5 V/cmV/cm只有杂质浓度高，只有杂质浓度高，PNPN结窄时才能达到此结窄时才能达到此条件条件齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）电击穿电击穿: :当反向电流与电压的乘积不超过当反向电流与电压的乘积不超过PNPN结容许的耗结容许的耗散功率时散功率时, ,称为电击穿，是可逆的。即反压降低时称为电击穿，是可逆的。即反压降低时, ,管子可恢复原来的状态。管子可

21、恢复原来的状态。热击穿热击穿:若反向电流与电压的乘积超出若反向电流与电压的乘积超出PNPN结的耗散结的耗散功率功率, ,则管子会因为过热而烧毁则管子会因为过热而烧毁, ,形成热击穿形成热击穿不可逆。不可逆。热击穿和电击穿热击穿和电击穿 雪崩击穿、齐纳击穿雪崩击穿、齐纳击穿可逆可逆电容：可存储、释放电荷（电场能量）的电器元件电容：可存储、释放电荷（电场能量）的电器元件介质介质金属板金属板 PN PN结具有电容效应，耗尽层电导率低，相当于介质；结具有电容效应，耗尽层电导率低，相当于介质；P P、N N型型区相对来说电导率较高，相当于金属板区相对来说电导率较高，相当于金属板1.2.5 PN1.2.5

22、 PN结的电容效应结的电容效应1. 1. 扩散电容扩散电容C CD D扩散电容是由多子扩散后，扩散电容是由多子扩散后，在在PNPN结的另一侧面积累而形结的另一侧面积累而形成的。当外加成的。当外加正向电压正向电压不同不同时，时，PNPN结两侧堆积的多子的结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同，这就浓度梯度分布也不同，这就相当电容充放电过程。相当电容充放电过程。 2 2 势垒电容势垒电容C CB B势垒电容是由空间电荷势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。区的离子薄层形成的。当外加电压使当外加电压使PNPN结上压结上压降发生变化时，离子薄降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之层的厚度也相应地随之

23、改变，这相当改变，这相当PNPN结中存结中存储的电荷量也随之变化，储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。犹如电容的充放电。 考虑考虑PNPN结的电容效应后，结的电容效应后，高频或开关状态时，高频或开关状态时，等效为：等效为：BDdCCC1.3 二极管二极管 1.3.1 二极管的结构二极管的结构 1.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性 1.3.3 二极管的主要参数二极管的主要参数1.3.1 二极管的结构二极管的结构 在在PNPN结上加上引线和封装，就成为一个二极结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有管。二极管按结构分有点接触型、面接触型点接触型、面接触型两大两大类。类。(

24、1) (1) 点接触型二极管点接触型二极管(a)(a)点接触型点接触型 二极管的结构示意图二极管的结构示意图 PN PN结面积小，结结面积小，结电容小，用于检波和电容小，用于检波和变频等高频电路。变频等高频电路。（a）面接触型）面接触型 （b）集成电路中的平面型）集成电路中的平面型(2) (2) 面接触型二极管面接触型二极管 PN PN结面积大，用于结面积大，用于低频、大电流整流电路低频、大电流整流电路, ,不宜用于高频。不宜用于高频。(3)(3)平面型二极管平面型二极管阴极阴极引线引线阳极阳极引线引线PNP 型支持衬底型支持衬底往往用于集成电路制造艺中。往往用于集成电路制造艺中。PN PN

25、结面积可大可小，用于高结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。频整流和开关电路中。无论是点接触型、面接触型二极管，电路符号皆为：无论是点接触型、面接触型二极管，电路符号皆为： 1.3.2 二极管的二极管的V-I 特性特性二极管的二极管的V-I 特性曲线可用下式表示特性曲线可用下式表示)1e (/SDD TVIiv锗二极管锗二极管2AP152AP15的的V V- -I I 特性特性硅二极管硅二极管2CP102CP10的的V V- -I I 特性特性硅硅管的管的V Vthth=0.5V=0.5V左右左右锗锗管的管的V Vthth=0.1V=0.1V左右左右 当当0 0V VV Vthth时，时，

26、正向电流为零，正向电流为零，V Vthth称称死区电压或开启电压。死区电压或开启电压。1.1.正向特性正向特性- -分为两段：分为两段： 当当V V V Vthth时，时，开始出现正向电流，开始出现正向电流，并按指数规律增长。并按指数规律增长。返回返回SiSi管与管与GeGe管管V-IV-I特性的差异特性的差异硅硅管正向导通压降约为管正向导通压降约为0.7V0.7V锗锗管正向导通压降约为管正向导通压降约为0.20.2V V反向区也分两个区域：反向区也分两个区域：当当V VBRBRV V0 0时，反向电流很小，时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向

27、电流也称变化，此时的反向电流也称反反向饱和电流向饱和电流I IS S 。2.2.反向特性反向特性返回返回反向饱和电流：反向饱和电流：硅管为纳安（硅管为纳安（10109 9）级）级锗管为微安（锗管为微安（10106 6）级）级 管子反向击穿时的电压值。管子反向击穿时的电压值。管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流(1) (1) 最大整流电流最大整流电流I IF F(2) (2) 反向击穿电压反向击穿电压V VBRBR(3) (3) 反向电流反向电流I IR R二极管未击穿时的反向电流。二极管未击穿时的反向电流。I IR R越小，管子的单向导电性越好。

28、越小，管子的单向导电性越好。1.3.3 二极管的主要参二极管的主要参数数(4)(4)最大正向电压最大正向电压V VF F: :(5)(5)极间电容极间电容C Cd d: :硅管硅管V VF F0.60.60.8V0.8V，锗管为，锗管为0.10.10.3V0.3VV VF F与温度有关。与温度有关。T T升高升高, V, VF F减小。减小。代表二极管中代表二极管中PNPN结的电容效应，结的电容效应，C Cd d=C=CD D+C+CB B(6)(6)最高工作频率最高工作频率f fM M: :二极管工作的上限频率，超过此频率，二极管工作的上限频率，超过此频率，由于二极管极间电容的存在，二极管由

29、于二极管极间电容的存在，二极管的单向导电性将不能体现。的单向导电性将不能体现。指管子流过额定电流指管子流过额定电流I IFMFM时二极管两时二极管两端的管压降。端的管压降。 二极管的参数是正确使用二极管的依据，工程使用中，二极管的参数是正确使用二极管的依据，工程使用中，应特别注意最大整流电流和反向击穿电压这两个参数。应特别注意最大整流电流和反向击穿电压这两个参数。1.4二极管电路例题二极管电路例题例例1.4.1 整流电路如图整流电路如图1.4.1（a）所示，二极管的死区）所示，二极管的死区电压和导通压降可以忽略，电压和导通压降可以忽略， 为正弦信号，如图为正弦信号，如图1.4.11.4.1（b

30、 b）所示，分析电路功能，并画出输出电压波形。）所示，分析电路功能，并画出输出电压波形。sv例例1.4.21.4.2 电路如图电路如图1.4.21.4.2所示，忽略二极管的导通所示，忽略二极管的导通压降，求压降，求AOAO的电压值。的电压值。如何判断二极管在电路中是导通的还是截止如何判断二极管在电路中是导通的还是截止u先假设二极管两端断开，确定二极管两端的电先假设二极管两端断开，确定二极管两端的电位差；位差；u若电路出现两个或两个以上二极管，应先判断承若电路出现两个或两个以上二极管，应先判断承受正向电压较大的管子优先导通，再按照上述方受正向电压较大的管子优先导通，再按照上述方法判断其余的管子是

31、否导通。法判断其余的管子是否导通。u根据二极管两端加的是正电压还是反电压判定二根据二极管两端加的是正电压还是反电压判定二极管是否导通，若为正电压且大于阈值电压，则极管是否导通，若为正电压且大于阈值电压，则管子导通，否则截止；管子导通，否则截止；解：将二极管两端断开解：将二极管两端断开12 ,6ABVV VV ( 6)( 12)6BAthVVV 所以二极管导通所以二极管导通导通后，导通后，D D的压降等于零，即的压降等于零，即A A点的电位就是点的电位就是D D阴极的阴极的电位。所以，电位。所以，AOAO的电压值为的电压值为-6V-6V。B B例例1.4.21.4.2 电路如图电路如图1.4.2

32、1.4.2所示，忽略二极管的导通所示，忽略二极管的导通压降，求压降，求AOAO的电压值。的电压值。解：将二极管两端断开解：将二极管两端断开12532 ,734B AB AVV VV所以二极管所以二极管D D2 2先导通。二极管先导通。二极管D D2 2导通后：导通后：1572B AVV 所以二极管所以二极管D D1 1最终截止最终截止例例1.4.31.4.3 电路如图电路如图1.4.31.4.3所示，忽略二极管的导通压降，所示，忽略二极管的导通压降，判断两个二极管的工作状态，并求判断两个二极管的工作状态，并求V Vo o的电压值。的电压值。截止截止解：解：V1151401010AVV5 . 3

33、152555101822BV断开二极管断开二极管D D：判别二极管是导通还是截止。判别二极管是导通还是截止。1.5 特殊二极管特殊二极管 1.5.1 稳压管稳压管 1.5.6 变容二极管变容二极管 1.5.5 肖特基二极管肖特基二极管1.5.2 发光二极管发光二极管1.5.3 光电二极管光电二极管1.5.4 光电耦合器件光电耦合器件1.5.1 稳压管稳压管1. 符号及稳压特性符号及稳压特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。工作在反向电击穿状态。(1) 稳定电压稳定电压VZ(2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的

34、稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。下，所对应的反向工作电压。rZ = VZ / IZ2. 稳压二极管主要参数稳压二极管主要参数 r rZ Z愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 工程实际使用中，常常忽略动态电阻工程实际使用中，常常忽略动态电阻r rZ Z 最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即P PZmax Zmax = =V VZ ZI IZmax Zmax 。而而I Izminzmin对应对应V VZminZmin。 若若I IZ ZI IZminZmin则不能稳压。则不能稳压。(3)最大耗散功率最大耗散功率 PZM(4)最大稳定工作电流最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流和最小稳定工作电流 IZmin(5)稳定电压温度系数稳定电压温度系数 VZ取决于取决于PNPN结的面积和散热等条件。反向工作时结的面积和散热等条件。反向工作时PNPN结结的功率损耗为的功率损耗为 P PZ Z= =V VZ ZI IZ Z，由，由 P PZMZM和和V VZ Z可以决定可以决定I IZMZM IR IZ IoRLIoIRVRIZIRVoVoVZVR)(0RIVVV3. 稳压电路稳压电路正常稳压时正常稳压时