半导体二极管及其应用.ppt

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1、第一章基础知识1.理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；2.了解二极管、稳压管和三极管的基本造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；3.会分析含有二极管的电路。4.了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。本章要求：1.1二极管和整流电路1.半导体的基础知识1.概念⑴半导体导电能力介乎于导体和绝缘体之间。如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。⑵影响半导体导电能力的因素光照↑→导电能力↑如：光敏元件温度↑→导电能力↑如：热敏元件掺杂——纯净的半导体中掺入微量的某些杂质，会使半导体的导电能力明显改变

2、。掺杂↑→导电能力如：P型、N型半导体。⑶常用的半导体材料锗Ge硅Si硅和锗为四价元素，最外层有四个价电子32142-8-18-42-8-42.本征半导体纯净的、具有晶体结构的半导体sisisisi最外层八个电子的稳定结构共价键内的价电子对导电能力很弱SiGe价电子自由电子本征激发成对产生空穴（2）两种载流子半导体中有自由电子和空穴两种载流子本征半导体两端外加电压时，将出现两部分电流，电子流和空穴流。（3）复合复合使自由电子和空穴成对减少在一定温度下，热激发和复合处于动平衡状态。半导体中的载流子数目一定。温度升高、光照增

3、强使价电子摆脱原子核的束缚自由电子与空穴相遇3.杂质半导体⑴N型半导体（电子半导体）本征半导体中掺入微量的五价元素磷特点：多数载流子——自由电子少数载流子——空穴⑵P型半导体（空穴半导体）特点：多数载流子——空穴少数载流子——自由电子本征半导体中掺入微量的三价元素硼多数载流子数目由掺杂浓度确定2PN结同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，在它们的交界面处形成的特殊区域。1.PN结PNPN结⑴PN结正向导通PN结变窄-PNEmA+-+-+I结论：PN结正向导通，正向电流大、正向电阻小。-PN结变窄，由多数载流

4、子形成较大的正向电流。⑵PN结反向截止现象：灯不亮、电流很小（μA级）结论：PN结反向截止，反向电流小、反向电阻大。PN结变宽-+PNEμ-++-A3半导体二极管1.基本结构及符号点接触型：结面小、结电容小，适用高频小电流场合。如：检波电路、数字开关电路面接触型：结面大、结电容大，用在低频电路如：整流电路D阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极点接触型面接触型外形符号半导体二极管图片半导体二极管图片2.伏安特性UBR——反向击穿电压⑴正向特性死区电压=0.2V（锗管）0.5V（硅管）UD=0.2~0.3V（锗管）0.6~0.7

5、V（硅管）导通后管压降：⑵反向特性UIo死区+--+UBRUD（3）理想二极管的开关特性正向导通反向截止+-开关闭合+-开关断开3.主要参数（1）最大整流电流IDM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。（点接触型<几十mA，面接触型较大）（2）反向工作峰值电压URM二极管不被反向击穿时允许承受的最大反向电压。一般URM是UBR的一半（或三分之二）。（3）反向峰值电流IRM在URM下对应的反向电流。IRM愈小愈好。（1）二极管整流作用uiRD（b）uo图示电路。已知ui=10sinωt（V）试画出输出电压uo

6、的波形。10Voωtui10Voωtui4二极管的应用5.二极管门电路F=A•B⑴二极管与门①分析规定高电平3V→逻辑“1”低电平0V→逻辑“0”②真值表③逻辑表达式④逻辑符号FAB＆FD1D2AB+12VRFD1D2AB-12VRF=A+B⑵二极管或门①分析规定高电平3V→逻辑“1”低电平0V→逻辑“0”②真值表③逻辑表达式④逻辑符号FAB≥11.3稳压二极管1.结构和符号UIUZminIZminIZmaxUZIZoaUZmaxb-+DZ符号面接触型硅二极管2.伏安特性正向特性与普通硅二极管相同⑴未击穿区（oa段）

7、I≈0，反向截止⑵击穿区（稳压区ab段）特性陡直，电压基本不变，具有稳定电压作用动态电阻：动态电阻愈小稳压效果愈好⑶热击穿区（b点以下线段）过热烧坏PN结3.稳压二极管的参数（3）电压温度系数U（1）稳定电压UZ稳压管的稳压值（2）动态电阻越小，稳压越好温度变化1°C，稳压值变化的百分数。（4）稳定电流IZ、最大稳定电流Izmax使用时稳压管的电流要大于IZ，小于最大稳定电流Izmax（5）最大允许功耗PZM稳压管不发生热击穿的最大功率损耗作业：1-4、1-5、1-6、1-71.4半导体三极管1三极管结构及其放大作用B

8、基极E发射极C集电极NPN型PNP型1.结构及类型NNP发射结集电结BECIBIEICTBECIBIEICTB基极E发射极C集电极PPN半导体三极管图片BECNNP基极发射极集电极基区：掺杂浓度最低并且很薄集电区：掺杂浓度较低发射区：掺杂浓度最高2.晶体管的电流分配关系和放大作用⑴晶体管的电流放大的条件①内部条件三个