《极管的结构及类型》PPT课件

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1、一、二极管的结构及类型1.二极管的结构PN结+管壳+引线1阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅(c)平面型铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线(b)面接触型阴极阳极(d)符号D(a)点接触型1.二极管的结构2按PN结结构分：有点接触型和面接触型二极管。点接触型管子中不允许通过较大的电流，因结电容小，可在高频下工作。面接触型二极管PN结的面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作。按用途划分：有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管等。按半导体材料分：有硅二极管、锗二极管等。2.二极管的类型3在

2、二极管的两端加上电压，测量流过管子的电流，则I=f(U)之间的关系曲线为伏安特性。604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性死区电压击穿电压U(BR)反向特性–50I/mAU/V0.20.4–2551015–0.01–0.02锗管的伏安特性0二、二极管的伏安特性和等效电路1.二极管的伏安特性41）正向特性当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。相应的电压叫死区电压。范围称死区。死区电压与材料和温度有关，硅管约0.5V左右，锗管约0.1V左右。正向特性死区电压60402000.40.8I/mA

3、U/V当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流迅速增大。52）反向特性–0.02–0.040–25–50I/mAU/V反向特性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；二极管加反向电压，反向电流很小；如果反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电流会突然增大；反向饱和电流这种现象称击穿，对应电压叫反向击穿电压。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。击穿电压U(BR)63）伏安特性表达式(二极管方程)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

4、

5、U

6、>>UT，则I-IS。二极管加正向电压，即U>0，且U>>UT，则，可得，说明电流I与电压U基本上成指数关系。7结论：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。从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管的电压与电流变化不呈线性关系，其内阻不是常数，所以二极管属于非线性器件。82.二极管的主要参数1）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。2）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。3）反向

7、电流IR通常希望IR值愈小愈好。4）最高工作频率fMfM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。93.二极管的等效电路由伏安特性折线化得到等效电路理想二极管(b)正向电压恒定的二极管(c)正向电压与电流呈线性关系10例1：电路如图所示，E1=7V，E2=5V，E3=6V。设二极管的导通电压Uon=0.6V,不计正向电阻rd时，分别估算开关在位置1和位置2的输出电压UO的值。解：当开关置于位置1时，二极管因加反向电压而处于截止状态，所以输出UO=E3=6V。当开关置于位置2时，二极管因加正向电压而处于导通状态，所以输出

8、电压UO=E2+Uon≈(5+0.6)V=5.6V。4.二极管电路分析11例2电路如图(a)所示，设二极管为理想二极管，且直流电压E=5V，交流电压ui=10sintV，即UIME。试画出输出电压uo的波形。解：当uiE0，即uiE时，二极管截止，反向电流为零。所以，此时输出电压为uo=E。当uiE0，即uiE时，二极管导通，正向压降为零。所以，此时输出电压为uo=ui。故输出电压uo的波形如图(b)所示。(a)(b)12一种特殊的面接触型半导体硅二极管。稳压管工作于反向击穿区。I/mAU/VO+正向+反向U(b)稳压管符号(a

9、)稳压管伏安特性I三、稳压二极管+(c)稳压管等效电路1.伏安特性132.稳压管的参数主要有以下几项：1）稳定电压UZ3）动态电阻rZ2）稳定电流IZ稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。正常工作的参考电流。IIZ，只要不超过额定功耗即可。rZ愈小愈好。对于同一个稳压管，工作电流愈大，rZ值愈小。IZ=5mArZ16IZ=20mArZ3IZ/mA144）电压温度系数U稳压管电流不变时，环境温度每变化1℃引起稳定电压变化的百分比。(1)UZ>7V,U>0；UZ<4V，U<0；(2)UZ在4~7V之间，

10、U值比较小，性能比较稳定。2CW17：UZ=9~10.5V，U=0.09%/℃2CW11：UZ=3.2~4