第章晶体二极管及其基本电路

第1章晶体二极管及其基本电路

1–1半导体物理基础知识1–2PN结及晶体二极管1–3晶体二极管及其基本电路1–4其它二极管简介

1–1半导体物理基础知识按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和半导体。目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质而发生显著变化。要理解这些特性，就必须从半导体的原子结构谈起。按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和半导体。目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质而发生显著变化。要理解这些特性，就必须从半导体的原子结构谈起。与价电子密切相关，所以为了突出价电子的作用，我们采用图1–1所示的简化原子结构模型。图1–1原子的简化模型纯净的单晶半导体称为本征半导体。在本征硅和锗的单晶中，原子按一定间隔排列成有规律的空间点阵(称为晶格)。由于原子间相距很近，价电子不仅受到自身原子核的约束，还要受到相邻原子核的吸引，使得每个价电子为相邻原子所共有，从而形成共价键。这样四个价电子与相邻的四个原子中的价电子分别组成四对共价键，依靠共价键使晶体中的原子紧密地结合在一起。图1–2是单晶硅或锗的共价键结构平面示意图。共价键中的电子，由于受到其原子核的吸引，是不能在晶体中自由移动的，所以是束缚电子，不能参与导电。图1–2单晶硅和锗的共价键结构示意图

一、半导体中的载流子——自由电子和空穴在绝对零度(-273℃)时，所有价电子都被束缚在共价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。当温度升高时，键内电子因热激发而获得能量。其中获得能量较大的一部分价电子，能够挣脱共价键的束缚离开原子而成为自由电子。与此同时在共价键内留下了与自由电子数目相同的空位，如图1–3所示。图1–3本征激发产生电子和空穴

二、本征载流子浓度在本征半导体中，由于本征激发，不断地产生电子、空穴对，使载流子浓度增加。与此同时，又会有相反的过程发生。由于正负电荷相吸引，因而，会使电子和空穴在运动过程中相遇。这时电子填入空位成为价电子，同时释放出相应的能量，从而消失一对电子、空穴，这一过程称为复合。显然，载流子浓度越大，复合的机会就越多。这样在一定温度下，当没有其它能量存在时，电子、空穴对的产生与复合最终会达到一种热平衡状态，使本征半导体中载流子的浓度一定。理论分析表明，本征载流子的浓度为式中ni,pi分别表示电子和空穴的浓度(cm–3)；T为热力学温度(K)；EG0为T=0K时的禁带宽度(硅为1.21eV,锗为0.78eV)；k为玻尔兹曼常数(8.63×10–6V/K)；A0是与半导体材料有关的常数(硅为3.87×1016cm-3·K-3/2，锗为1.76×1016cm-3·K-3/2)。(1–1)

1–1–2杂质半导体在本征半导体中，有选择地掺入少量其它元素，会使其导电性能发生显著变化。这些少量元素统称为杂质。掺入杂质的半导体称为杂质半导体。根据掺入的杂质不同，有N型半导体和P型半导体两种。

一、N型半导体在本征硅(或锗)中掺入少量的五价元素，如磷、砷、锑等，就得到N型半导体。这时，杂质原子替代了晶格中的某些硅原子，它的四个价电子和周围四个硅原子组成共价键，而多出一个价电子只能位于共价键之外，如图1–4所示。图1–4N型半导体原子结构示意图

二、P型半导体在本征硅(或锗)中掺入少量的三价元素，如硼、铝、铟等，就得到P型半导体。这时杂质原子替代了晶格中的某些硅原子，它的三个价电子和相邻的四个硅原子组成共价键时，只有三个共价键是完整的，第四个共价键因缺少一个价电子而出现一个空位，如图1--5所示。图1–5P型半导体原子结构示意图三、摆杂质韵半导存体的返载流秩子浓岂度在以巷上两魂种杂咏质半捆导体票中，披尽管呀掺入辉的杂圣质浓绞度很循小，导但通费常由己杂质咏原子萌提供他的载纸流子数苍却远瘦大于夜本征勾载流出子数妇。杂质旱半导乔体中推的少独子浓态度，稿因掺密杂不六同，旧会随店多子杯浓度惯的变唉化而管变化具。在烈热平怪衡下据，两福者之猎间有丸如下浊关系盲：多榜子浓男度值难与少辆子浓主度值挑的乘偿积恒蜻等于贪本征需载流常子浓蹈度值ni的平溉方。梯即对N型半娘导体骂，多调子nn与少我子pn有对P型半胳导体易，多掀子pp与少杯子np有(1怕–2a)(1饺–2b)(1鼓–3a)(1吨–3b)由以兔上分叼析可过知，殖本征亦半导突体通隐过掺战杂，午可以丢大大武改变咐半导喉体内蔽载流污子的糊浓度秧，并欧使一壁种载磁流子就多，么而另统一种群载流睁子少联。对者于多图子，猪通过毒控制遥掺杂减浓度缎可严仇格控圾制其悄浓度抖，而耐温度汉变化堂对其乓影响总很小宗；对普于少浆子，狱主要初由本拉征激毁发决软定，泉因掺有杂使饿其浓布度大竞大减小，芽但温蔑度变畅化时读，由律于ni的变撤化，牵会使幼少子落浓度档有明碗显变渐化。1–怒1–驱3半尊导体蠢中的舱电流了解脑了半主导体瓶中的酸载流葬子情燃况之吃后，算我们于来讨奖论它讲的电价流。却在半艘导体衔中有青两种惠电流策。一、朋漂移便电流在电竖场作虑用下阴，半芹导体小中的躬载流符子作享定向坛漂移瞧运动纱形成沉的电粱流，棒称为弃漂移牺电流替。它赔类似悦于金膛属导币体中浓的传赌导电摸流。亩半导迈体中妻有两疤种载墨流子枪——峰电子讨和空遭穴，锐当外创加电婚场时看，电峰子逆现电场厕方向高作定坡向运炸动，严形成看电子密电流In，而空绩穴顺捷电场牲方向互作定铲向运京动，僻形成侄空穴鲁电流Ip。虽然法它们凡运动债的方突向相悼反，左但是祝电子纱带负息电，爪其电航流方叉向与龟运动承方向广相反抄，所在以In和Ip的方痕向是钩一致纱的，妹均为扣空穴绞流动赚的方畜向。斩因此葵，半钢导体之中的科总电炎流为荣两者搏之和盒，即I=In+Ip漂移间电流逗的大返小将烟由半跳导体昌中载芹流子基浓度勿、迁巩移速耗度及帮外加巧电场堤的强恳度等刚因素崇决定素。二、汗扩散妇电流墓在半溪导体纽奉中，时因某匀种原姨因使粥载流充子的检浓度殊分布周不均絮匀时丝式，载伞流子蚊会从脊浓度船大的症地方逆向浓滑度小讨的地命方作岸扩散叛运动壮，从息而形若成扩单散电贤流。劫半导波体中漫某处漂的扩善散电全流主孩要取像决于立该处路载流乐子的忙浓度万差(叔即浓秧度梯真度)侄。浓伏度差色越大翁，扩役散电增流越恳大，执而与墙该处装的浓介度值惊无关鬼。反庄映在瓦浓度舞分布轮曲线顷上(盲见图妨1–罩6)化，即励扩散誓电流正比停于浓偿度分骑布线瞧上某厦点处哄的斜素率dn(x樱)/dx(dp(x缝)/dx)。图1痕–6未半导还体中雾载流嫁子的测浓度料分布1–践2PN结及限晶体蓝二极烂管通过问掺杂协工艺芒，把抱本征端硅(咸或锗栏)片项的一拘边做仪成P型半混导体遣，另昼一边转做成N型半么导体啊，这馋样在码它们泛的交版界面棍处会慰形成罢一个叼很薄纪的特胁殊物夸理层烤，称低为PN结。PN结是麦构造达半导喝体器河件的搬基本执单元屿。其族中，嫌最简酸单的失晶体矮二极艘管就脏是由PN结构茅成的预。因陕此，架讨论PN结的拐特性丑实际形上就夹是讨论劫晶体坝二极互管的秤特性旬。1–超2–孙1PN结的元形成P型半茅导体钱和N型半碗导体在有机只地结充合在株一起创时，膏因为P区一美侧空居穴多宰，N区一牌侧电薄子多勿，所杰以在拦它们磁的界符面处熔存在闹空穴丢和电养子的聚浓度搞差。企于是P区中侨的空啊穴会眯向N区扩苗散，诵并在N区被攀电子萄复合棋。而N区中酸的电胳子也雄会向P区扩革散，耐并在P区被样空穴环复合宽。这笔样在P区和N区分搅别留贴下了叹不能装移动抄的受稼主负纹离子什和施仪主正画离子贷。上卫述过剩程如醒图1小–7侍(a)所示债。结卸果在夏界面底的两夜侧形繁成了建由等就量正炼、负尾离子祸组成爷的空珍间电谊荷区替，如逢图1华–7柳(b)所示宰。图1略–7PN结的洗形成博开始腔时，挎扩散李运动译占优惹势，声随着帮扩散傍运动饰的不舌断进座行，球界面画两侧尚显露误出的纠正、垃负离以子逐厦渐增底多，隙空间陪电荷嗓区展群宽，愤使内担电场坚不断用增强柜，于档是漂掏移运醉动随逢之增畏强，绝而扩迟散运彻动相博对减开弱。右最后粪，因岭浓度师差而笋产生乱的扩衬散力施被电丑场力乎所抵抢消，敲使扩躺散和遥漂移海运动饲达到则动态绕平衡披。这栏时，要虽然缴扩散雨和漂罚移仍锐在不点断进堆行，公但通槐过界裂面的邮净载缘瑞流子姨数为升零。笛平衡珠时，空间忌电荷跨区的傻宽度事一定茫，UB也保猛持一刘定，圆如图株1–书7(b)所示非。由于意空间汪电荷茶区内坟没有地载流免子，妙所以疗空间蜓电荷全区也碑称为纤耗尽禾区(约层)肥。又轻因为面空间医电荷伴区的墓内电例场对表扩散寇有阻晃挡作服用，改好像猎壁垒巡寿一样喊，所糕以又捷称它戒为阻赛挡区篇或势好垒区添。实际队中，坝如果P区和N区的酒掺杂赵浓度慌相同炒，则谋耗尽绸区相梁对界凑面对桐称，纺称为咱对称辞结，蚂见图父1–肆7(b)安。如果便一边适掺杂额浓度族大(热重掺留杂)逢，一低边掺女杂浓摧度小弃(轻聚掺杂喂)，亦则称浆为不叉对称毁结，嘴用P+N或PN+表示司(+博号表刑示重椅掺杂炊区)幕。这浇时耗篮尽区正主要鸦伸向蹄轻掺讯杂区幻玉一边情，如种图1尿--8(a)浮,(毛b)所示奥。图1笋–8队不对除称PN结1–硬2–劣2PN结的皂单向雁导电劳特性丽一、PN结加冰正向祝电压粥使P区电想位高强于N区电忧位的劝接法沈，称PN结加因正向刃电压逆或正钥向偏希置(败简称葛正偏轧)，冈如图张1-泊-9所图1走–9纠正向朗偏置究的PN结二、PN结加摔反向握电压使P区电胖位低垒于N区电缘瑞位的衰接法践，称PN结加棵反向眨电压火或反屑向偏驱置(据简称变反偏铅)。耀由于坏反向俯电压智与UB的极自性一吴致，军因而令耗尽抚区两扩端的丝式电位湖差变造为UB+U，如图慢1–点10揭所示。图1隔–1畏0反觉向偏弦置的PN结三、PN结电卖流方胆程理论笨分析是证明还，流效过PN结的注电流i与外浓加电洞压u之间蜘的关坑系为i=IS(equ/kT-1这)=IS(eu/背UT-1妨)献(1甚–4理)式中挽，IS为反错向饱焦和电捧流，涝其大誉小与PN结的摸材料擦、制荡作工评艺、渠温度寄等有愧关；UT=kT/q，称为止温度天的电猪压当蓄量或肆热电捏压。搅在T=姿30背0K淋(室温峡)时苦，UT=2蝇6m胀V。这是江一个脏今后韵常用喝的参财数。蓄由式税(1订–4参)可怪知，感加正拖向电粱压时城，u只要糕大于UT几倍态以上逝，i≈Iseu/U激-T，即i随u呈指栽数规笼律变娱化；战加反兼向电永压时废，|u|只要位大于UT几倍笛以上饥，则i≈–IS(负号制表示澡与正余向参铜考电令流方夫向相粒反)桥。因居此，义式(验1–泪4)圈的结翁果与振上述必的结指论完从全一寻致。稼由式挪(1麦–4先)可草画出PN结的绪伏安狂特性斥曲线摩，如训图1讽–1画1所怕示。喉图中若还画出裕了反怒向电上压大纱到一展定值煌时，长反向抢电流痒突然枝增大尺的情裤况。1–它2–厌3PN结的码击穿辞特性仗由图分1–纱11储看出伶，当伯反向谁电压揪超过UBR后稍京有增梯加时资，反收向电掠流会垂急剧柿增大旺，这靠种现垂象称舒为PN结击绩穿，台并定隶义UBR为PN结的训击穿胀电压涛。PN结发仍生反辱向击溜穿的机理迹可以斥分为给两种梳。图1搜–1容1PN结的衔伏安酷特性一、坐雪崩域击穿半在轻妖掺杂膏的PN结中枕，当佣外加井反向锄电压店时，肃耗尽予区较御宽，驾少子即漂移似通过尚耗尽抗区时昌被加那速，只动能梁增大煎。当佛反向袄电压思大到帜一定充值时舞，在肢耗尽喇区内下被加助速而观获得艘高能渣的少落子，撞会与江中性动原子雁的价明电子瞎相碰落撞，统将其樱撞出炭共价剑键，喜产生戒电子晋、空尚穴对障。新吨产生傅的电贸子、萍空穴患被强电谈场加货速后倚，又先会撞拆出新循的电豆子、久空穴垃对。二、瘦齐纳栗击穿五在重壶掺杂同的PN结中袜，耗察尽区冻很窄隐，所钉以不拉大的订反向世电压润就能热在耗矿尽区粱内形猪成很吗强的皇电场葵。当老反向肿电压崖大到茧一定粥值时久，强读电场角足以需将耗贼尽区州内中榜性原停子的冒价电油子直舞接拉寸出共僚价键拳，产控生大逮量电块子、每空穴套对，候使反勉向电矩流急凤剧增寺大。率这种盒击穿哨称为肌齐纳帝击穿垫或场用致击应穿。热一欠般来润说，亩对硅丈材料愤的PN结，UBR>7兆V时为用雪崩弓击穿迁；UBR<5魔V时为齐纳博击穿告；UBR介于怪5~午7V时，超两种斜击穿虫都有凭。1–效2–撑4PN结的岔电容轨特性PN结具端有电夺容效坛应，承它由苗势垒飞电容是和扩乡丰散电使容两楚部分扇组成助。一、司势垒应电容从PN结的萌结构殃看，逆在导坑电性周能较意好的P区和N区之岭间，唤夹着娇一层融高阻牌的耗显尽区雹，这症与平室板电手容器降相似疗。当圆外加属电压讨增大酸时，障多子爬被推醉向耗找尽区违，使沈正、痕负离骡子减轨少，狭相当组于存偷贮的出电荷楚量减俯少；秩当外像加电暗压减朱小时册，多勉子被雷推离茅耗尽危区，歪使正致、负榴离子滩增多者，相风当于存步贮的钢电荷胖量增宽加。因此扰，耗架尽区警中存弃贮的假电荷哑量将棕随外喊加电疾压的笑变化落而改贸变。与这一特性安正是境电容汽效应筑，并损称为拔势垒厨电容度，用CT表示饰。经看推导席，CT可表若示为(1牢–5遗)式中幸：CT0为外学加电砌压u=0时的CT值，鸦它由PN结的宜结构芬、掺舅杂浓辰度等君决定受；UB为内伶建电垒位差笛；n为变权容指孝数，刚与PN结的而制作医工艺吵有关帖，一房诚般在浸1/乐3~续6之间毫。二、棒扩散目电容记正向态偏置释的PN结，柜由于这多子薄扩散疏，会刷形成胃一种押特殊向形式袜的电渗容效爪应。瓣下面质利用除图1仍--12中P区一抗侧载炊流子满的浓蛛度分桐布曲剑线来骑说明弯。图1蓝–1剧2P区少疤子浓旺度分被布曲缝线同理额，在N区一殊侧，产非平扫衡空役穴的挑浓度千也有捐类似嫌的分者布和双同样海的变供化，旱引起派存贮孤电荷麻的增尾加量ΔQp。这种科外加顶电压剖改变界引起滩扩散够区内街存贮讽电荷择量变糠化的基特性纽奉，就像是电雾容效延应，漂称为定扩散堪电容纪，用CD表示破。如果恩引起ΔQn,ΔQp的电激压变忽化量滑为Δu，则(1罢–6薪)对PN+结，唱可以追忽略ΔQp/Δu项。您经理禽论分罚析可郊得式中伍：τn为P区非颈平衡撞电子每的平双均命旱；I为PN结电日流，丑由式薪(1案–4寨)确两定。叙由式怖(1偷–5邀)、杀(1岗–6涨)可纠知，CT、CD都随韵外加晕电压请的变俭化而距变化她，所疤以势惩垒电沾容和版扩散桌电容展都是存非线赛性电享容。艳由于CT和CD均等司效地朋并接悟在PN结上宏，因颈而，PN结上奸的总坊电容Cj为两孤者之功和，缘瑞即Cj=CT+CD。正偏逗时以CD为主图，Cj≈CD，其值喂通常遮为几漠十至际几百pF；反偏岩时以CT为主饱，Cj≈CT,其值渗通常汁为几驱至几饥十pF。因为CT和CD并不胁大，侨所以美在高巨频工错作时丝式，才巡寿考虑绳它们唇的影解响。是1–酸2–右5PN结的恋温度去特性霜PN结特僵性对吸温度存变化失很敏桨感，稀反映怖在伏咽安特氏性上这即为俯：温盘度升免高，黎正向托特性幸左移亏，反喇向特羡性下牲移，悬如图础1–泰11龄中虚录线所凝示。周具体湖变化率规律零是：社保持续正向耍电流诱不变牵时，矛温度每劳升高擦1℃欧，结积电压含减小另约2四~2信.5mV虏，即Δu/ΔT≈-浑(2山~2辈.5嫂)m线V/锄℃(1网–7额)温度丙每升假高1柄0℃麻，反滋向饱伞和电京流IS增大父一倍告。如亦果温滑度为T1时，IS=IS1；温度乞为T2时，IS=IS2，则(1卖–8估)当温秘度升貌高到常一定慕程度隔时，民由本罩征激国发产垮生的填少子鄙浓度撞有可胆能超堤过掺瞒杂浓踪蝶度，氧使杂聪质半附导体某变得灿与本役征半元导体袖一样邀，这到时PN结就裤不存阶在了迟。因旅此，雾为了养保证PN结正栏常工要作，它的籍最高则工作连温度旨有一眯个限汇制，矛对硅播材料茶约为痕(1辞50补~2纪00资)℃酸，对卫锗材课料约霞为(沈75压~1葛00共)℃磁。1–睡3杠晶延体二授极管摩及其位基本柱电路俊晶体峡二极无管是套由PN结加累上电播极引证线和宫管壳捞构成洽的，狸其结坦构示殖意图销和电战路符订号分栗别如深图1谈--13利(a)困,(完b)所示网。符号点中，熊接到P型区券的引洗线称嫂为正破极(均或阳哥极)医，接达到N型区瓶的引蛋线称闹为负辆极(测或阴贷极)限。利用PN结的受特性察，可虹以制康作多效种不殊同功阳能的愿晶体太二极伯管，谎例如画普通谁二极索管、雀稳压惧二极协管、纸变容讨二极屯管、轿光电听二极夕管等咐。其物中，诸具有秀单向希导电征特性逃的普皂通二写极管球应用爪最广部。本节主叔要讨基论普准通二犁极管陷及其社基本素应用望电路申。另奇外，失简要竞介绍劫稳压锁二极勉管及缺其稳脊压电苏路。图1口–1春3堡晶春体二姥极管固结构陈示意鸣图及境电路接符号(a)结构翠示意坡图；临(b)电路霞符号1–般3–狭1二绞极管湿特性服曲线普通傍二极垒管的衫典型蔬伏安红特性痛曲线上如图吵1–飘14广所示俊。实挡际二我极管缓由于东引线墓的接娘触电糖阻、P区和N区体角电阻祝以及庙表面猛漏电颠流等透影响库，其把伏安跌特性塞与PN结的棉伏安猪特性欣略有堤差异柔。由然图可德以看出丸，实药际二甚极管下的伏推安特妥性有标如下尚特点蚊。图1因–1录4誉二强极管沃伏安螺特性津曲线狐1–榴3–膝1二傲极管胞特性宰曲线普通萝二极为管的璃典型趋伏安伏特性方曲线贱如图致1–悉14够所示翻。实供际二缠极管污由于愧引线掌的接突触电袜阻、P区和N区体腐电阻阴以及煌表面然漏电茫流等吵影响雁，其市伏安订特性稻与PN结的拾伏安递特性江略有蜂差异娱。由妇图可近以看铜出，魂实际遗二极色管的塞伏安烤特性振有如株下特择点。疼一、秘正向愚特性正向单电压棉只有缩慧超过文某一泪数值析时，回才有漆明显导的正刚向电棒流。栏这一凑电压捕称为轰导通情电压育或死顽区电很压，滩用UD(棚on每)表示皆。室结温下些，硅举管的UD(惰on创)=(段0.户5~皂0.淘6)难V，锗管肥的UD(体on塌)=(用0.哑1~存0.歇2)拒V。分正向筒特性测在小利电流拾时，雕呈现补出指丑数变地化规妻律，健电流队较大泥以后昆近似锯按直蹈线上斧升。俩这是气因为绣大电缩慧流时震，P区、N区体娇电阻伶和引姿线接跪触电任阻的安作用钥明显冒了，样使电觉流、食电压梦近似共呈线按性关冒系。命二、歌反向剩特性由于型表面屋漏电旁流影项响，材二极竿管的弓反向赠电流庆要比安理想PN结的IS大得崭多。亚而且她反向鹿电压弱加大悦时，态反向捧电流仙也略渠有增蚂大。插尽管衡如此窃，对司于小押功率紫二极察管，违其反盼向电震流仍烤很小拨，硅锋管一总般小韵于0伞.1μA联，锗管弓小于接几十鸣微安发。两极殖管的帆反向阅击穿成以及巡寿温度雹对二吉极管阵特性桃的影况响，桐均与PN结相每同。1–薪3–弦2非二极趋管的毕主要膊参数器件势参数构是定项量描府述器丈件性斩能质就量和妖安全掉工作誉范围救的重半要数清据，联是我晃们合遣理选毅择和枪正确劳使用爷器件尺的依晃据。甚参数提一般爪可以浆从产执品手奖册中伞查到辜，也绝可以星通过怪直接续测量钻得到抽。下流面介盯绍晶尼体二横极管券的主挪要参洞数及毁其意茧义。敌一、剥直流膜电阻RDRD定义猪为：杠二极头管两浆端所遵加直旺流电阀压UD与流输过它应的直珠流电遮流ID之比僚，即RD不是古恒定洗值，工正向乖的RD随工呼作电劫流增墓大而摆减小稼，反姿向的RD随反星向电释压增伞大而虾增大菌。RD的几敌何意才义见打图1惕–1雕5(a)童，即Q(ID,UD)点到反原点产直线付斜率厚的倒愉数。错显然叔，图珍中Q1点处现的RD小于Q2点处五的RD。(1蛋–9概)图1肿–1甚5二侦极管吐电阻道的几雹何意御义(a)直流阶电阻RD；泊(b晓)交流迎电阻rD二、您交流泄电阻rDrD定义胖为：鸦二极仗管在胡其工劝作状缝态(IDQ,UDQ)处的夕电压件微变违量与备电流设微变理量之骑比，判即(1孔–1蕉0)rD的几够何意郊义见才图1机–1珍5(b)榆，即二打极管闲伏安役特性剖曲线锈上Q(IDQ,UDQ)点处纲切线桃斜率页的倒传数。优rD可以胶通过专对式达(1够–4脊)求昏导得毁出，堆即(1嫩–1演1)可见rD与工作终电流IDQ成反衔比，益并与岩温度恳有关庆。室省温条爱件下腊(T=暴30裁0K泰):通过惩对二色极管减交、碍直流引电阻陕的分己析可翻知，产由于段二极索管的灰非线奴性伏撤安特逐性，越所以鄙交、晶直流刚电阻初均是爆非线势性电裕阻，枪即特拆性曲负线上顷不同守点处颤的交泪、直戚流电魔阻不光同，洲同一眼点处茫交流和直典流电造阻也盾不相谁同。(1基–1夹2)三、烂最大电整流男电流IFIF指二忘极管辨允许赠通过夸的最狠大正吓向平描均电标流。妙实际驴应用贩时，贵流过染二极席管的迅平均脊电流贫不能轰超过份此值陵。四、蹈最大服反向泥工作改电压URMURM指二磁极管牵工作炒时所样允许如加的苍最大唱反向斧电压肯，超典过此宣值容牧易发铅生反西向击垮穿。通常光取UBR的一芳半作蜘为URM。五、嘉反向笛电流IRIR指二记极管巾未击可穿时烟的反气向电絮流。IR越小泼，单非向导荐电性圆能越栽好。IR与温宜度密揭切相膜关，艺使用受时应败注意IR的温担度条电件。恰六、费最高提工作脑频率fMfM是与写结电甘容有若关的切参数伸。工煮作频偶率超碗过fM时，逐二极拥管的尾单向洋导电控性能耗变坏呆。需要突指出准，由腿于器幅件参赞数分努散性看较大楼，手薄册中族给出网的一亦般为瞧典型扒值；吼必要愤时应皇通过手实际述测量酸得到乔准确赞值。鲁另外共，应辨注意溜参数绪的测秋试条窄件，耐当运触用条堤件不宁同时嫌，应弹考虑煌其影掌响。1–亏3–貌3晶劝体二奖极管诉模型对电瞒子线浓路进艰行定母量分近析时卫，电喉路中壶的实土际器去件必蕉须用缺相应鹊的电崇路模表型来料等效储，根趁据分躁析手矿段及水要求咬的不面同，卖器件似模型孙将有钩所不盒同。搏例如钢，借朋助计让算机瞒辅助初分析绘，则隆允许悦模型爽复杂裳，以补保证服分析殃结果察尽可与能精易确。视而在止工程馋分析煎中，菜则力仗求模岛型简慈单、逢实用猪，以眨突出布电路失的功樱能及世主要炼特性且。下衔面我将们将描依据裙二极涂管的耗实际网工作贺条件螺，引扣出工谦程上虚便于震分析载的二极积管模是型。沉二极汁管是探一种锤非线息性电据阻(顾导)福元件喇，在撕大信善号工爪作时毛，其校非线阅性主帽要表径现为毙单向孩导电声性，使而导弓通后伞所呈港现的吩非线寇性往氧往是左次要或的。图1鸡–1元6二宏极管班特性问的折逃线近矿似及锄电路顷模型图1受–1袜6二具极管此特性是的折辰线近体似及叨电路妇模型1–询3–怪4二余极管墨基本尖应用翻电路姜利用砍二极仅管的婆单向址导电慈特性绿，可精实现卷整流前、限堵幅及治电平睁选择诞等功披能。一、围二极递管整唇流电姨路把交帆流电镇变为惧直流柜电，轧称为傍整流喝。一坡个简鞠单的美二极答管半招波整碗流电梢路如奏图1蒙–1载7(a)所示蚕。若淹二极翅管为离理想仰二极请管，绍当输救入一通正弦脉波时大，由哑图可馅知：趟正半或周时申，二证极管厦导通冒(相姻当开产关闭敲合)替，uo=ui；负半寸周时骑，二俘极管辫截止洋(相欧当开六关打阻开)唉，uo=0躁。其输湿入、帐输出它波形策见图政1–翠17影(b)盼。整流利电路激可用朝于信签号检膀测，慈也是直流奇电源盯的一狸个组婚成部奴分。凝图1未–1提7二臂极管标半波等整流治电路透及波闷形(a)电路是；唐(b)输入织、输扣出波祝形关薯系二、廊二极赠管限裙幅电珍路限幅吃电路乞也称映为削巷波电迹路，照它是柄一种佳能把榴输入赵电压拉的变遵化范梯围加虫以限虚制的洋电路域，常猪用于宵波形戒变换否和整枕形。限幅途电路辜的传咐输特篇性如仪图1们–1锈8所北示中.图1玻–1己8出限快幅电越路的搂传输蹄特性一个偏简单洁的上钻限幅镰电路贪如图六1–迁19血(a)所示料。利磁用图饺1–扮16详(c)的二袭极管丈模型烘可知顿，当ui≥E+UD(疤on摔)=2杆.7若V时，V导通猫，uo=2女.7鹊V，即将ui的最大锐电压妈限制稻在2民.7V上；吉当ui<2潜.7运V时，V截止茂，二具极管嘴支路泊开路亭，uo=ui。图1碌–1宴9(b)画出心了输锣入一钩5V的正滴弦波照时，职该电扭路的词输出景波形祝。可见测，上讯限幅隆电路蹈将输桂入信冻号中钢高出乓2.雾7V的部权分削踢平了燥。图1飘–1见9二翼极管喘上限弊幅电妖路及船波形打(a)电路从；粉(b)输入恨、输堂出波卖形关里系三、堂二极不管电塌平选蔬择电息路从多疼路输戴入信疤号中利选出摧最低火电平年或最婚高电乔平的们电路并，称燥为电正平选杨择电雹路。湾一种预二极钥管低穷电平臂选择断电路史如图珠1–蜡20姑(a)所示眠。设碰两路乡丰输入北信号u1,u2均小扮于E。表面餐上看伶似乎V1,V2都能极导通潜，但意实际滋上若u1<u2，则V1导通淘后将半把uo限制妙在低恨电平u1上，螺使V2截止嘴。反析之，躬若u2<u1，则V2导通退，使V1截止动。只粥有当u1=u2时，V1,V2才能循都导梨通。可见票，该坏电路里能选拍出任脑意时幕刻两爷路信贸号中秀的低标电平连信号辱。图临1–作20绳(b)画出眉了当u1,u2为方绸波时胁，输宪出端悲选出鄙的低屿电平段波形盏。如虑果把原高于袋2.隐3V的电税平当贩作高灿电平南，并肺作为浮逻辑棕1，阁把低局于0盼.7V的电咳平当朋作低膊电平敢，并企作为转逻辑工0，铲由图疤1–阿20骗(b)可知贞，输椅出与输名入之剥间是粒逻辑悔与的膀关系踢。因湖此，左当输肆入为驳数字事量时产，该周电路拘也称珠为与包门电敌路。图1孩–2炼0二蜓极管惨低电歪平选弦择电撇路及昨波形稳(a)电路异；胞(b)输入伏、输盟出波允形关鹅系将图誉1–券20偶(a)电路排中的V1,V2反接父，将E改为朽负值齐，则妇变为泉高电侍平选择旱电路胞。如隆果输馆入也口为数东字量干，则唱该电辣路就愈变为秀或门耕电路锄(见皂习题故1–柏8)劈燕。1–奖3–即5稳刃压二嘱极管豆及稳浑压电乞路稳压咱二极揭管是沿利用PN结反寇向击那穿后话具有胃稳压废特性拨制作富的二毯极管搁，其姓除了许可以摄构成坝限幅羊电路型之外虫，主爪要用恢于稳立压电帮路。电一、悔稳压烦二极扶管的跪特性唐稳压食二极哪管的瓜电路位符号条及伏盼安特魔性曲扭线如寇图1求–2翁1所垫示。距由图纯可见法，它弦的正捧、反砌向特毕性与终普通视二极影管基馅本相许同。衡区别劫仅在宪于击深穿后妥，特乞性曲歼线更驱加陡批峭，鲁即电故流在规很大顽范围胀内变化彻时(IZm催in<I<IZm滔ax)，其两砌端电吸压几缸乎不兰变。图1稍-2间1异稳压纲二极雾管及镇其特捡性曲派线（a)电路台符号帆（b)伏安狐特性穿曲线这表俱明，秤稳压往二极违管反堆向击肚穿后荒，能猜通过有调整轿自身毙电流垒实现斑稳压传。稳压腐二极储管击狼穿后蔑，电咏流急但剧增播大，朴使管点耗相矩应增关大。津因此鞋必须舌对击版穿后猪的电户流加线以限乐制，社以保卸证稳筒压二球极管少的安颤全。性二、赞稳压裙二极昂管的疾主要默参数县1.每稳定傻电压UZUZ是指挠击穿坊后在去电流葵为规飞定值苦时，菠管子椅两端舟的电忘压值龟。由桐于制焦作工对艺的伞原因欠，即伴使同春型号故的稳威压二虹极管独，UZ的分掌散性宣也较经大。懒使用娘时可毕通过盈测量族确定瞒其准旧确值缠。2寄额定钞功耗PZPZ是由滥管子劈燕结温附限制映所限租定的删参数券。PZ与PN结所迟用的绕材料容、结庄构及叛工艺疏有关，使叼用时昂不允钻许超因过此堤值。像3裙稳压滴电流IZIZ是稳城压二弱极管倒正常鉴工作狱时的敞参考拐电流辆。工帐作电临流小存于此谦值时烫，稳轿压效应果差萌，大删于此输值时霜，稳向压效碗果好剖。稳将定电蚀流的兵最大丽值IZm种ax有一牢限制贝，即IZm传ax=PZ/UZ。工作炭电流灶不允狡许超淘过此间值，抵否则田会烧将坏管拣子。纠另外僚，工脱作电陵流也夹有最皮小值IZm屿ax的限制谎，小燥于此炼值时烧，稳需压二腊极管浆将失池去稳百压作洒用。往4植动态周电阻rZrZ是稳压用二极讲管在妥击穿真状态姑下，泽两端屑电压去变化铅量与什其电跨流变零化量等的比客值。狭反映巩在特零性曲办线上渗，是遣工作括点处唉切线估斜率其的倒橡数。rZ随工井作电托流增援大而刘减小瘦。rZ的数站值一德般为汁几欧涌姆到餐几十孤欧姆评。5种温度惰系数αα是反定映稳买定电蜓压值酒受温戏度影芹响的度参数往，用美单位承温度堪变化内引起请稳压渔值的卵相对效变化瓣量表及示。起通常闯，UZ<5相V时具甜有负晕温度却系数犯(因源齐纳银击穿码具有去负温婆系数同)；UZ>7哄V时具于有正否温度沿系数犬(因升雪崩客击穿捎具有命正温爆系数捡)；建而UZ在5V到7V之间枯时，蹈温度堆系数连可达伐最小百。三、土稳压拘二极焰管稳所压电心路稳压萌二极壮管