半导体二极管及其应用电路课件.ppt

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1、2半导体二极管及其应用电路2.1PN结的基本知识2.2半导体二极管2.3二极管应用电路2.4特殊二极管2半导体二极管及其应用电路12.1PN结的基本知识2.1.1本征半导体及其导电性2.1.2杂质半导体2.1.3PN结及其单向导电性2.1.4PN结电容2载流子:运载电荷的粒子2.1.1本征半导体及其导电性2.1PN结的基本知识图2.1.2电子和空穴的移动1.本征半导体2.本征激发自由电子空穴复合自由电子空穴31.N型半导体掺入少量的五价元素磷P2.P型半导体2.1.2杂质半导体2.1PN结的基本知识图2.1

2、.4P型半导体的共价键结构掺入少量的三价元素硼B自由电子是多数载流子（简称多子）空穴是少数载流子（简称少子）空穴是多数载流子自由电子为少数载流子。4图2.1.5PN结的形成(a)载流子的扩散(b)空间电荷区(c)结区电位分布曲线2.1.3PN结及其单向导电性2.1PN结的基本知识1.PN结的形成5图2.1.6外加正向电压时的PN结图2.1.7外加反向电压时的PN结2.PN结的单向导电性2.1.3PN结及其单向导电性6图2.1.8PN结伏安特性3.PN结的伏安特性正向特性反向特性反向击穿特性倍增效应雪崩击穿齐

3、纳击穿2.1.3PN结及其单向导电性7图2.1.9势垒电容与外加电压关系图2.1.10扩散电容效应(1)势垒电容CB(2)扩散电容CD2.1.4PN结电容2.1PN结的基本知识82.2半导体二极管2.2.1二极管的结构2.2.2二极管的伏安特性2.2.3二极管的主要参数2.2.4二极管模型9图2.2.1半导体二极管的结构及符号(a)点接触型(b)面接触型(c)平面型(d)电路符号(a)(b)(d)(c)2.2.1二极管的结构2.2半导体二极管102.2半导体二极管图2.2.2硅二极管的2CP10的伏安特性图

4、2.2.3锗二极管2AP15的伏安特性正向特性、反向特性、反向击穿特性2.2.2二极管的伏安特性11图2.2.4温度对二极管特性曲线的影响示意图温度对二极管特性的影响121.最大整流电流IF2.最高反向工作电压VRM3.反向电流IR4.极间电容Cd5.最高工作频率fM2.2.3二极管的主要参数2.2半导体二极管图2.2.3锗二极管2AP15的伏安特性13表2.2.1几种国产半导体二极管参数（1）2AP1~7检波二极管（点接触型锗管，在电子设备中作检波和小电流整流用）参数型号最大整流电流最高反向工作电压(峰值

5、)反向击穿电压(反向电流为400A)正向电流(正向电压为1V)反向电流(反向电压分别为10,100V)最高工作频率极间电容mAVVmAAMHzpF2AP11620≥40≥2.5≤250150≤12AP712100≥150≥5.0≤250150≤114参数型号最大整流电流最高反向工作电压(峰值)最高反向工作电压下的反向电流(125℃)正向压降(平均值)(25℃)最高工作频率AVAVKHz2CZ520.125,50,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1000

6、≤132CZ540.51200,1400,1600,1800,2000,2200,1000≤132CZ5752400,2600,2800,30001000≤0.83表2.2.1几种国产半导体二极管参数（2）2CZ52~57系列整流二极管，用于电子设备的整流电路中。15图2.2.5理想模型（a）伏安特性曲线（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型2.2.4二极管模型2.2半导体二极管16图2.2.6恒压降模型图2.2.7折线模型(a)伏安特性曲线(b)代表符号(a)伏安特性曲线(b)

7、代表符号17图2.2.8小信号模型(a)伏安特性曲线(b)代表符号182.3二极管应用电路2.3.1整流电路2.3.2限幅电路2.3.3钳位电路192.3.1整流电路（a）（b）图2.3.1单向半波整流电路（a）电路图（b）vI和vO的波形2.3二极管应用电路20（a）（b）图2.3.2单向全整流电路（a）电路图（b）v2和vo的波形21（a）（b）（c）图2.3.3二极管限幅电路（a）电路图（b）vi＞VB时的等效电路（c）vi＜VB时的等效电路2.3.2限幅电路2.3二极管应用电路22图2.3.4二极

8、管限幅电路波形图23图2.3.5二极管钳位电路(a）电路图（b）输入电压波形（c）电容两端电压波形（d）输出电压波形(a)(c)2.3.3钳位电路2.3二极管应用电路242.4特殊二极管2.4.1稳压二极管2.4.2光电二极管2.4.3发光二极管2.4.4激光二极管251.稳压管及其稳压作用2.稳压管的主要参数(1)稳定电压VZ(2)稳定电流IZ(3)动态电阻rZ（a）（b）图2.4.1稳压管电路符号与伏安特性