1-二极管及应用讲义教材

§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

一、二极管的组成将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。小功率二极管大功率二极管稳压二极管发光二极管

一、二极管的组成点接触型：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。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u↓→反向饱和电流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线增大1倍/10℃三、二极管的等效电路理想二极管近似分析中最常用理想开关导通时UD＝0截止时IS＝0导通时UD＝Uon截止时IS＝0导通时△i与△u成线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！1.将伏安特性折线化？100V？5V？1V？7【例4.3.1】电路如图(a)所示，计算二极管中的电流ID。已知二极管的导通电压UD(on)=0.6V，交流电阻rD近似为零。解：可以判断二极管处于导通状态，将相应的电路模型代入，得到图(b)。节点A的电压UA

=E

-I1R1

=-I2R2

=-E

+UD(on)

=-5.4，解得I1

=5.7mA，I2

=5.4mA，于是ID

=I1

+I2

=11.1mA。2.微变等效电路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。ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流四、二极管的主要参数交流等效电阻最大整流电流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102.3.6二极管应用电路举例

一、整流电路

［例2.3.3］分析图

(a)所示的二极管整流电路的工作原理，其中二极管D的导通电压UD(on)=0.7V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形如图

(b)所示。

解：当ui>0.7V时，D处于导通状态，等效成短路，所以输出电压uo=ui-0.7；当ui<0.7V时，D处于截止状态，等效成开路，所以uo=0。于是可以根据ui的波形得到uo的波形，如图

(b)所示，传输特性则如图

(c)所示。电路实现的是半波整流，但是需要在ui的正半周波形中扣除UD(on)

得到输出。

11二、限幅电路［例4.3.6］二极管限幅电路如图

(a)所示，其中二极管D的导通电压UD(on)=0.7V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形在图

(b)中给出，作出输出电压uo的波形。

解：首先判断二极管是导通或截止.当ui>2.7V时，D导通，所以uo=2.7V；当ui<2.7V时，D截止，其支路等效为开路，uo=ui。于是得到uo的波形，如图

(c)所示，该电路把ui超出2.7V的部分削去后输出，是上限幅电路。

12［例2.3.7］二极管限幅电路如图

(a)所示，其中二极管D1和D2的导通电压UD(on)=0.3V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形在图

(b)中给出，作出输出电压uo的波形。

首先判断二极管是导通或截止.解：当ui<-2.3V时，D1导通，uo=-2.3V；当ui>-2.3V时，D1截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D1实现了下限幅；当ui>2.3V时，D2导通，uo=2.3V；当ui<2.3V时，D2截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D2实现了上限幅。综合uo的波形如图

(c)所示，该电路把ui超出

2.3V的部分削去后进行输出，完成双向限幅。

13三、电平选择电路

［例2.3.9］图

(a)给出了一个二极管电平选择电路，其中二极管D1和D2为理想二极管，输入信号ui1和ui2波形如图

(b)所示。分析电路的工作原理，并作出输出信号uo的波形。

解:当t<T1时,D2比D1正偏压更大,则D2首先导通，uo=ui2=0，导致D2反偏而截止；反之，当T1<t<T2时,ui1=ui2=3V，则D2,D1均导通，uo