电工学课件：半导体二极管

7.2半导体二极管一.二极管的基本结构1.内部结构PN阳极阴极核心部分2.图形符号3.分类硅管按材料锗管按PN结的结构点接触型：高频小电流场合面接触型：低频大电流场合VD阴极阳极二.伏安特性正向特性特点：非线性反向特性反向击穿电压UBRIUABCO

死区电压，硅0.5V，锗管0.1V导通管压降，硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V三.主要参数1.最大整流电流IFM2.最大反向工作电压URM二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。二极管工作时允许加的最大反向电压，通常为击穿电压UBR的一半或三分之二。半导体的参数是对其特性和极限应用的定量描述，是设计电路时选择器件的主要依据。3.最大反向电流IRM加最大反向电压时的反向电流，此值越大，说明二极管单向导电性越差。为了分析问题方便，用线性化的等效模型来代替二极管。UI1.二极管等效电路(1)理想二极管模型四.二极管的应用U>0，二极管导通，且导通管压降为0V，相当于短路。U<0，二极管截止，相当于开路。(2)非理想二极管模型U>Uon，二极管导通，且导通管压降为0.7V(硅管)或0.3V(锗管)，二极管相当于0.7V或0.3V的电压源。UIUonUon为导通管压降，对于硅管，Uon=0.7V，对于锗管，Uon=0.3VU<Uon，二极管截止，相当于开路。2.应用RVDui＋-uo＋-【例1】如图，已知二极管导通管压降为0V，画出输出电压uo的波形。ui>0V，二极管导通，且导通管压降为0V，所以输出电压uo=uiui<0V，二极管截止，所以输出电压uo=0Vtouotuio二极管整流+--VDui＋uoR5V【例2】如图，已知二极管导通管压降为0V，画出输出电压uo的波形。ui>5V，二极管导通，且导通管压降为0V，所以输出电压uo=5Vui<5V，二极管截止，输出电压uo=ui二极管限幅tuio5V10Vuoot5V-5V【例3】如图，设二极管的导通管压降为0.7V，求下图所示电路的输出电压Uo。--VD1Ui=10V＋Uo+10kΩVD21V4VVD1优先导通，VD2截止，且导通管压降为0.7V，所以输出电压Uo=1.7V二极管钳位小结2、N型半导体为电子型半导体；

P型半导体为空穴型半导体。3、PN结具有单向导电性。4、二极管具有单向导电性。理想二极管：导通管压降为0；非理想二极管：（硅管）导通管压降为0.7V

（锗管）导通管压降为0.3V1、本征半导体电子和空穴成对出现，浓度相等;五.常用的特殊二极管1.稳压管(1)稳压管的工作原理稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管。UIUZO△UZIZ△IZ工作在二极管的反向击穿状态，这种二极管，只要反向电流不是过大，击穿后还能恢复原来的性能。(2)稳压管的图形符号(3)稳压管的主要参数①稳定电压UZUZ是指稳压管击穿后正常工作时，管子两端的电压值。VSIZ阴极阳极③额定功耗PZMIZM即

IZmax④动态电阻rZrZ越小，稳压性能越好。②稳定电流IZ

IZ是稳压管正常工作时的参考电流。电流小于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。也记作IZmin(4)稳压管的稳压条件稳压管正向工作时和普通二极管的特性完全相同。必须加反向电压；流过稳压管的电流在IZ和IZM之间。注意！(5)稳压管的应用典型电路++--IIZILRL为负载电阻，R为限流电阻，当UI变化时，由于稳压管的作用，输出UO不变。++--IIZIL【例4】如图，已知稳压管的稳定电压UZ=10V，最大稳定电流IZM=15mA，限流电阻R=500Ω,负载电阻RL

=1kΩ,当Ui

=20V时，求(1)R上的电流I、负载电流IL、稳定电流IZ及输出电压Uo;(2)IZ

是否超过IZM？解：(1)输出电压Uo

=UZ=10VR上的电流负载电流稳定电流(2)IZ

没有超过IZM【例5】如图，已知稳压管VS1的稳压值为8V，稳压管VS2的稳压值为6V，正向压降均为0.7V,

求输出电压Uo。--VS120V＋Uo+RVS2(a)VS1导通，VS2截止，且导通管压降为0.7V，所以输出电压Uo=0.7V--VS120V＋Uo+RVS2(b)VS1截止，VS2反向击穿，所以输出电压Uo=6V当发光二极管加正向电压，电流足够大时会发出可见光和不可见光。2.发光二极管(LED)3.光电二极管工作在反向偏置状态下。无光照时，反向电流很小，称为暗电流；有光照时，其反向电流随光照的增加而增大，称为光电流。本次课掌握内容1.二极管具有单向导电性。理想二极管：导通管压降为0；非理想二极管：（硅管）导通