模拟电子技术与应用项目教程 教学课件 作者 王继辉 二极管及其应用.ppt

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1、二极管及其应用半导体的基本知识1半导体二极管2特殊二极管3二极管的应用462整流滤波电路测试53一、半导体及其特性在物理学中，根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。硅原子锗原子硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。4半导体的导电能力由于某些因素会产生显著的变化，因而受到人们的重视。*主要表现为光敏特性、热敏特性和掺杂特性。*纯净晶体结构的半导体称为本征半导体。束缚电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4温度升高受光照射电子空穴对5二、掺杂半导体在本征半导体中用扩散工艺

2、掺入少量合适的其它元素，使其导电能力显著增强，这样的半导体称为掺杂半导体。（1）N型半导体在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，使之在某些位置上取代硅（Si）原子，便可构成N型硅半导体。（2）P型半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等，使之在某些位置上取代硅（Si）原子，便可构成P型硅半导体。6多余电子磷原子硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴++++++++++++N型半导体施主离子自由电子电子空穴对N型半导体7空穴硼原子硅原子多数载流子——空穴少数载流子——自由电子－－－－－－－－－－－－P型半导体受主

3、离子空穴电子空穴对P型半导体8三、PN结的形成及特点内电场E因多子浓度差形成内电场多子的扩散空间电荷区阻止多子扩散，促使少子漂移。PN结合空间电荷区多子扩散电流少子漂移电流耗尽层NP符号91、PN结加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区外电场的方向与内电场方向相反，即外电场削弱内电场。→耗尽层变窄→扩散运动＞漂移运动正向电流102、PN结加反向电压——电源正极接N区，负极接P区外电场的方向与内电场方向相同，即外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动＞扩散运动→少子漂移形成反向电流IR0PN在一定的温度下，由本征激发

4、产生的少子浓度是一定的，故IR基本上与外加反压的大小无关，所以称为反向饱和电流。但IR与温度有关。11结论：PN结具有单向导电性。即PN结加正向电压时导通；加反向电压时截止。PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，PN结导通；PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。12半导体二极管二极管=PN结+管壳+电极引线NP结构符号阳极+阴极-一、半导体二极管的结构特性特性——单向导电性阳极+阴极-13半导体二极管(1)点接触型二极管PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。二极管按结构分三大

5、类：14半导体二极管(3)平面型二极管用于集成电路制造工艺中。PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。(2)面接触型二极管PN结面积大，用于工频大电流整流电路。15半导体二极管常见二极管的外型封装16半导体二极管国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：2AP9用数字代表同类器件的不同规格。代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge，C为N型Si，D为P型Si。2代表二极管，3代表三极管。半导体二极管的型号17二、二极管的伏安特性半导体二极管硅：0.5V锗：0.1V(1)正向特性

6、导通压降反向饱和电流(2)反向特性死区电压击穿电压UBR实验曲线uEiVmAuEiVuA锗硅：0.7V锗：0.3VIS18半导体二极管理想二极管模型正偏反偏导通压降二极管的V—A特性19半导体二极管(1)最大整流电流IF——二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。(2)最高反向工作UDRM、反向击穿电压UBR——超过此值时，二极管可能因反向击穿而损坏。安全起见，一般取反向击穿电压UBR的一半。(3)最大反向电流IRM——在规定的温度下，在最高反向电压UDRM下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗

7、二极管在微安(A)级。三、二极管的主要参数(1)二极管应按照用途、参数及使用环境选择。(2)使用二极管时，正、负极不可接反。通过二极管的电流，承受的反向电压及环境温度等都不应超过手册中所规定的极限值。(3)更换二极管时,应用同类型或高一级的代替。(4)二极管的引线弯曲处距离外壳端面应不小于2mm,以免造成引线折断或外壳破裂。半导体二极管20*二极管使用注意事项21半导体二极管四、二极管的检测*二极管具有单向导电性，一般带有色环的一端表示负极。也可以将万用表置于R×100或R×1k(Ω)挡（注意：R×1挡电流太大,用R×10k(Ω)挡

8、电压太高,都易损坏管子），测量二极管正反向电阻，阻值较小的一次，二极管导通，黑表笔接触的是二极管的正极。半导体二极管2223半导体二极管用数字式万用表判别二极管将数字万用表拨到二极管档，若显示值在1V以下，说明管子处于正