1.2 半导体二极管

一、二极管的组成二、二极管的伏安特性及电流方程三、二极管的等效电路四、二极管的主要参数五、稳压二极管§2半导体二极管

一、二极管的组成2常见二极管外形小功率二极管大功率二极管稳压二极管发光二极管常见二极管结构3点接触型：结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最高工作频率高。面接触型：结面积大，结电容大，故结允许的电流大，最高工作频率低。平面型：结面积可小、可大，小的工作频率高，大的结允许的电流大。

二、二极管的伏安特性及电流方程4材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.5~0.8V1µA以下锗Ge0.1V0.1~0.3V几十µA开启电压反向饱和电流击穿电压电流与其端电压的关系称为伏安特性。限流电阻2.伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→反向饱和电流IS↑，U(BR)

↓

正向特性左移，反向特性下移增大1倍/10℃

1.单向导电性5三、二极管的等效电路6理想二极管模型带导通阈值的理想模型1.将伏安特性折线化的三种模型分段线性模型理想二极管模型7只考虑二极管的单向导电性，忽略所有其他因素适用于定性分析二极管电路的功能理想二极管模型的应用8半波整流电路带导通阈值的理想二极管模型9考虑了二极管导通时的正向压降，可以用于一般的定量估算。通常在估算时，硅二极管的正向导通电压取0.7V1011二极管限幅电路分段线性模型12大信号和小信号模型大信号模型用于描述器件整体的电压-电流关系，通常为非线性上面的三种模型都是大信号模型小信号模型如果在静态工作点（偏置）上叠加变化的信号（交流信号），其幅度“足够小”，则可以用线性化的模型去近似描述器件，这种线性化模型就是小信号模型。132.二极管的小信号模型Q越高，rd越小

当二极管在静态(DC)基础上有一小的动态(AC)信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻。静态工作点Q静态电流151.7V10mV分别画出R=1k和R=10时UR的波形四、二极管的主要参数16最大整流电流IF：最大平均值最大反向工作电压UR：最大瞬时值反向电流IR：即IS最高工作频率fM：因PN结有电容效应五、稳压二极管（齐纳二极管）17工作原理：利用PN结反向击穿后二极管两端电压基本保持不变的特点工作状态：总是工作在反向击穿状态稳定电压VZ

：稳压管正常工作（电流为稳定电流IZ）时两端的电压稳定电流IZ

：稳压管正常工作时的参考电流值额定功耗Pm：稳压管不致损坏的最大功率消耗动态内阻rZ

：稳压管正常工作时的交流电阻稳压管的主要特性参数18进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流rZ=DVZ/DIZ

稳压管电路的估算稳压管的主要参数：VZ=6V、IZ=10mA、IZ(min)=5mA、IZ(max)=30mA、rZ

=5Ω负载电阻RL=600Ω，限流电阻R=330Ω试估算输入电压Vi=12V时流过稳压管的电流并估算输入电压Vi从12V变化到16V时输出电压的变化1920由于VZ=6V，可以认为在正常工作时Vo=6V所以流过负载电阻RL的电流流过稳压管的电流21根据同样算法，Vi

=16V时流过稳压管的电流ID≈20mA

所以，DID=(20-8)=12mA

DVO

=DVZ

=rZ

·DID=5×12=60(mV)输入电压从12V变化到16V，相对变化量是33%，而输出电压的相对变化量为1%六.发光二极管由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs、GaP等制成，其多子少子复合而发光。单向导电，流过正向电流时发光阈值电压1.5