md03-半导体二极管课件

第3次课半导体二极管主要内容二极管的结构二极管的分类二极管的特性二极管的主要参数二极管电路的分析稳压二极管目的要求了解二极管的结构及分类掌握二极管的特性及其应用理解二极管的主要参数重点：二极管的外特性及其应用将PN结封装在塑料、玻璃或金属外壳里，再从P区和N区分别焊出两根引线作阳、阴极。一、二极管的结构符号一、二极管的结构二、二极管的类型按材料分硅二极管锗二极管按结构分点接触型二极管----不允许通过较大的电流，可在高频下工作面接触型二极管----结面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作按用途分整流二极管稳压二极管检波二极管开关二极管发光二极管变容二极管………三、二极管的特性伏安特性正向伏安特性反向伏安特性击穿特性温度特性电容特性1、伏安特性

流过二极管的电流与加在二极管两端的电压的关系曲线I=f(U)就是二极管的伏安特性。604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性击穿电压反向特性–50I/mAU

/V0.20.4–2551015–0.01–0.020锗管的伏安特性死区电压反向特性二极管加反向电压，反向电流很小。当电压超过零点几伏后，反向电流不随电压增加而增大，即饱和；击穿——反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电流会突然增大。反向击穿电压电击穿可逆——击穿并不意味管子损坏，若控制击穿电流，电压降低后，还可恢复正常。热击穿不可逆–0.02–0.040–25–50I/mAU/V反向饱和电流击穿电压U(BR)伏安特性表达式(二极管方程)其中，IS——反向饱和电流UT——温度的电压当量；在常温(300K)下，UT

26mV二极管加反向电压，即U<0，且|U|

>>UT，则二极管加正向电压，即U>0，且U>>UT

，则电流I与电压U基本成指数关系。伏安特性总结二极管具有单向导电性加正向电压时，导通，呈现很小的正向电阻，如同开关闭合加反向电压时，截止，呈现很大的反向电阻，如同开关断开应用：整流二极管检波二极管开关二极管二极管是非线性器件实践：如何用万用表检测二极管？–50I/mAU

/V0.20.4–2551015–0.01–0.020温度升高时，反向饱和电流增大，正向电流也增大。温度升高10℃，IS约增加1倍。

3、温度特性应用:温度补偿二极管

4、电容特性结电容CjCj=CD+CB应用：变容二极管最大整流电流IF

————二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压UR

————工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将击穿电压UBR的一半定义为UR。反向电流IR最高工作频率fM

————fM

值主要决定于PN结结电容的大小。结电容愈大，二极管允许的最高工作频率愈低。四、二极管的主要参数例电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD。

1、图解分析法解：由电路的KVL方程，可得即是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线

Q的坐标值（VD，ID）即为所求，Q点称为电路的工作点。VDDVDD/RVDIDQ负载线

2、二极管的简化模型（1）理想模型

（a）V-I特性（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型（2）恒压降模型（a）V-I特性（b）电路模型

（3）折线模型（a）V-I特性（b）电路模型

2、二极管的简化模型（1）开关电路电路如图所示，二极管为理想二极管，求A、O间的电压值解：①判断二极管导通情况则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，A、O间的电压值为-6V。3、简化模型分析法举例0V-6V-12V断开D，以O为基准电位，即O点为0V。②

计算思考：若电路含有多个二极管，怎么计算？3、简化模型分析法举例（2）整流电路（a）电路图（b）vs的波形（c）vo的波形（3）限幅电路

电路如图(a)，R=1kΩ，VREF=3V，二极管为硅管。分别用理想模型

和恒压降模型求解，当vI=6sintV时，绘出相应的输出电压vO的波形。3、简化模型分析法举例理想模型恒压降模型怎样双向限幅？符号六、稳压管伏安特性曲线稳压原理：在反向击穿区，反向电流有一个比较大的变化时，管子两端相应的电压变化量却很小。I/mAU/VO+正向+反向UI工作区：反向击穿区主要参数稳定电压UZ

————稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压稳定电流IZ————正常工作的参考电流。I<IZ时，管子的稳压性能差；

I>IZ，只要不超过额定功耗即可。动态电阻电压温度系数额定功耗六、稳压管六、稳压管稳压管电路使用注意事项外加电