ch2-2半导体二极管

2.3半导体二极管一、结构类型和符号二、伏安特性三、二极管等效电路四、主要参数五、特殊二极管六、型号命名规则七、典型应用半导体二极管图片半导体二极管图片半导体二极管图片一、结构类型和符号二极管=PN结+引线+管壳。类型：点接触型、面接触型和平面型(1)点接触型—(1)点接触型1、结构类型点接触型：结面积小，结电容小故结允许的电流小最高工作频率高用途：开关、小信号检波等(3)平面型(3)平面型—(2)面接触型—(2)面接触型2、符号新符号阳极阴极D1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用途：大电流整流等平面型：结面积可小、可大小的工作频率高大的结允许的电流大用途：小电流整流1)正向(V>0)存在死区电压硅：Vth=0.5V锗：Vth=0.1V

2)反向(V<0)存在击穿电压VBR实际硅Vth=0.5~0.8V左右，Is约1μA

锗Vth=0.2~0.3V左右，Is约几十μA

二、伏安特性IS:反向饱和电流VT=kT/q

:温度的电压当量室温（T=300K）下，VT=26mV从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.

伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降v↓→反向饱和电流IS↑，V(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移三、二极管的简化模型分析

1.V-I特性简化模型理想二极管近似分析中最常用理想开关导通时VD＝0截止时IS＝0导通时VD＝Vth截止时IS＝0导通时i与v成线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！三、二极管的简化模型分析Q越高，rd越小。

当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。vs=0时直流电源作用小信号作用静态电流2.

小信号模型“模型分析法”分析过程：(1)根据对分析精度的要求，选择适合的线性化模型

(如理想二极管模型、恒压降模型)。(2)在电路中断开D，确定其阳极和阴极电位，再根据选定的线性化模型判断二极管工作状态（导通或截止，电压和电流）。(3)根据D的工作状态分析电路的其他电量。四、二极管的主要参数最大整流电流IF：最大平均值最大反向工作电压VR：最大瞬时值反向饱和电流IR：即IS，硅(A)级；锗(几十A)级最高工作频率fM：因PN结有电容效应结电容Cd为扩散电容（CD）与势垒电容（CB）之和。TRR：反向恢复时间（正偏→反偏）五、特殊二极管1、稳压二极管

（一）工作条件：（反向击穿区）

反偏电压+限流电阻（保护、调压）符号问题：正偏特性？（二）主要参数（1N4739）

(1)VZ——稳定电压

(2)IZ——稳定工作电流

IZmin~IZmax

(3)PZM

——最大耗散功率取决于PN结的面积和散热等条件，超过则热击穿

PZM=VZIZmax图B图A将电信号转换为光信号的器件，常用于显示，或做光纤传输中的光发射端。图B3、发光二极管

2、光电二极管（LED）将光信号转换为电信号的器件，常用于光的测量，或做光电池。图A国家标准对半导体三极管的命名如下:2

C

Z

52A

第二位：AN型锗材料、BP型锗材料

CN型硅材料、DP型硅材料第三位：P普通管、W稳压管、

Z整流管、K开关管……用字母表示材料和极性用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格电极数目六、型号命名规则略.详见附录(ED4,Page44)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用符号表示用途的类型用数字表示PN结数目EIA注册标志EIA登记顺序号用字母表示器件分档JAN

军用品（无）非军用品1

二极管N

该器件已在EIA注册登记多该器件位在EIA数登记的字顺序号（无）同一A

型号B

器件的C

不同D

档别美国电子工业协会（EIA）二极管型号命名规则与意义该型号命名方法规定的比较早，又未做过改进，型号表达的内容很不完备(无材料、极性、特性和类型等信息），只能查阅器件数据手册获取。例如，1N4739A型号命名中包括四部分1—N—4739—A，表示非军用品二极管，已在EIA注册登记，登记顺序号为4739，是同一型号器件的A档。查阅该器件数据手册可知，1N4739A是9.1V稳压管，A档（±5%误差，没有时表示±10%误差）。国外：1NXXXX

例：1N4xxx七、典型应用普通二极管典型应用：（1）整流(P78:图3.4.8)（2）限幅(P80:图3.4.10)（3）逻辑

(P81:图3.4.11与逻辑)稳压二极管典型应用：

稳压

(P87:图3.5.2)应用举例（1）整流（2）限幅（3）逻辑(1)整流半波整流电路(b)正弦输入信号(a)电路假设

Vth<<Vim,使用理想二极管模型(c)等效电路

vI>0vI>0断开D当vi>0(正半周)，则v+>v−,D导通，相当于开关闭合（VD=0）。因此，vo=vi，即vi正半周得以输出.其阳极电位v+=vi

阴极电位v−=

0(c)等效电路

vI>0(d)等效电路vI<0(e)整流输出信号vI>0vI<0当vi<0(负半周)，则v+<v−,D截止，相当于开关断开（ID=0）。断开D，v+=viv−=

0vo=0(2)单向限幅电路

断开D，其阳极电位v+

=vi，阴极电位v−

=VREF。根据恒压降模型，当v+−v−>Vth时，D导通，且VD=

Vth，反之截止（ID=

0）。代入有，当vi−VREF>0.7V，即vi>VREF+0.7V时，D导通，VD=

0.7V，则vo=VREF+VD=VREF+0.7V。由于vi幅值可大可小，采用恒压降模型加以分析。设Vth=0.7V.当vi≤VREF+0.7V时，D截止，ID=

0，则vo=vi。

双向限幅电路

恒压降模型

Von=0.7VD1的工作状态同上，当vi>VREF1+0.7V时，D1导通，vo=VREF1+0.7V。反之，当vi≤VREF1+0.7V时，D1截止。对于D2（阳极电位为−VREF2，阴极电位为vi）有:当vi<−VREF2−0.7V时，D2导通；反之，当vi≥−VREF2−0.7V时，D2截止。(3)“与”逻辑电路

理想二极管模型VA

VB

D1

D2

VY

0V 0V 导通 导通 0V 0V 5V 导通 截止 0V 5V 0V 截止 导通 0V 5V 5V 截止 截止 5V D1和D2的阳极接在一起（共阳极接法），故其阳极电位相同，等于VCC；D1和D2的阴极电位分别为VA和VB5V优先导通问题

当两个共阳极或共阴极二极管都承受正向压降，但大小不同时，正向压降高的二极管优先导通。D1和D2属于共阳极接法，阳极电位均为10V，其阴极电位分别为0V和−6V，则D1的正向压降为10V，D2的正向压降为16V。因此，D2优先导通，Vo=−6V，致使D1截止（阳极电位为−6V，阴极电位为