《半导体极管》PPT课件

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1、1.2半导体二极管在ＰＮ结的外面装上管壳,再引出两个电极，就做成了一个二极管。其中阳极从Ｐ区引出，阴极从Ｎ区引出。下图为二极管的图形符号。点接触型特点：ＰＮ结面积小，所以极间电容小，管子允许通过的电流小；可在高频下工作；适用于作高频检波管和数字电路里的开关元件。二极管的类型很多，从制造材料上分，主要是硅管和锗管；从管子的结构上分，主要有、、二极管。点接触型面接触型硅平面型1.2.1、半导体二极管的类型及结构面接触型特点：ＰＮ结面积大，极间电容大，允许通过的电流大；适合在较低频率下工作,可用于整流电路.硅平面型特

2、点：ＰＮ结不受水气和污物的污染，表面漏电流小，性能稳定。平面管的ＰＮ结面积大时，允许通过的电流也大，适于做大功率整流管；结面积小的，暂态特性好，适于做开关管。1.2.2、二极管的伏安特性OuD/ViD/mA正向特性Uth死区电压iD=0Uon=0.5V0.1V(硅管)(锗管)UUoniD急剧上升0UUonU=(0.60.8)V硅管0.7VU=(0.10.3)V锗管0.2ViD=IS<0.1A(硅)反向特性ISU(BR)反向击穿U(BR)U0U

3、特性半导体具有热敏性，而电子电路又不可避免地要受到外界温度及电路本身发热的影响。正向特性中，对于同一电流，温度每升高1℃，二极管的正向压降将减小2～2.5mV。即二极管的正向特性曲线将随温度的升高而左移。温度对二极管的反向特性影响更大：当温度每升高10℃，反向饱和电流IS将增加一倍。二极管的反向击穿电压也受温度的影响。1.２.3二极管的主要参数器件的参数是对其特性的定量描述，也是我们正确使用和合理选择器件的依据。半导体二极管主要参数有：1．最大整流电流IF指二极管在一定温度下，长期允许通过的最大正向平均电流，否则

4、会使二极管因过热而损坏。另外，对于大功率二极管，必须加装散热装置。2．最高反向工作电压URUR是二极管工作时允许外加的最大反向电压，超过此值时，二极管的可能因反向击穿而损坏。一般手册上给出的最高反向工作电压UR约为反向击穿电压UBR的一半，以保证二极管正常工作的余量。3.反向电流IＲ指在室温下，二极管未击穿时的反向电流值。该电流越小，管子的单向导电性能就越好。另由于反向电流是由少数载流子形成，所以温度升高，反向电流会急剧增加，因而在使用时要注意温度的影响。最高工作频率fM主要由ＰＮ结的结电容大小决定。结电容越大,

5、则其允许的最高工作频率越低。超过时单向导电性变差。1.2.4二极管的等效电路二极管的伏安特性具有非线性，为了便于分析，常在一定的条件下用线性元件所构成的电路来近似模拟二极管的特性。1）理想模型所谓理想模型就是将二极管的单向导电特性理想化，认为正偏二极管的管压降为0V，忽略其0.7V或0.3V的导通电压，相当于短路导线；而当二极管处于反偏状态时，认为二极管的等效电阻为无穷大，反向电流为0，一般在电源电压远大于二极管的导通压降时，利用理想模型来分析，不会产生较大的误差。SS符号及等效模型2）恒压降模型恒压降模型的伏安

6、特性曲线其反偏模型还是理想的，但认为二极管正偏导通后的管压降是一个恒定值，对于硅管和锗管来说，分别取0.7V和0.2V的典型值。这个模型比理想模型更接近实际情况，因此应用比较广泛，一般在二极管电流大于1mA时，恒压降模型的近似精度还是相当高的。uD=UD(on)=0.7V(Si)=0.2V(Ge)３)二极管的交流小信号模型（微变等效电路）当二极管正向压降大于Uon后其电流与U成线性关系，直线斜率为1/rD。二极管截止时反向电流为零。所以：Q点愈高，ID愈大，rD数值愈小。1.２.5稳压二极管稳压管是一种用特殊工艺

7、制造的面接触型硅二极管，这种管子的杂质浓度比较大，空间电荷区内的电荷密度也大，容易形成强电场。其正向特性曲线与普通二极管相似，而反向击穿特性曲线则很陡。图中的UZ表示反向击穿电压，即稳压管的稳定电压。稳压管的稳压原理在于：电流有很大增量时,只引起很小的电压变化。反向击穿曲线愈陡，动态电阻愈小，稳压管的稳压性能愈好。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。稳压管的参数主要有以下几项：1.稳定电压UZ指稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。2.稳定电流IZ(IZmin~IZmax)指稳压管正常工作时的参考电流。若工作

8、电流小于IZmin，则不能稳压；若工作电流大于IZmax，则会因功耗过大而烧坏。3.动态电阻rZ指稳压管两端电压和电流的变化量之比。rZ=U/IrZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡,稳压性越好.4.电压的温度系数稳定电压aU指稳压的电流保持不变时，环境温度每变化１℃所引起的稳定电压变化的百分比。一般：UZ>7V，(为雪崩击穿)具有正温度系数；UZ<4V，(为齐纳击穿)具