模电课件 1.2 半导体二极管.ppt

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1、§1.2半导体二极管1.了解二极管的结构和类型2.掌握二极管的伏安特性3.熟悉二极管的使用方法4.了解发光二极管和光电二极管的性能、使用方法5.熟悉稳压管的工作原理及使用方法1.二极管的伏安特性2.二极管的主要参数3.稳压管的性能、主要参数学习目标：学习重点：2021/9/5模电课件点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和一块半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬时电流，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，三价金属与锗结合构成PN结，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成。由于点接触型二极管金属丝很细，形成的PN结面

2、积很小，所以极间电容很小，同时，也不能承受高的反向电压和大的电流。这种类型的管子适于做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，也可用来作小电流整流。如2AP1是点接触型锗二极管，最大整流电流为16mA，最高工作频率为150MHz。金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳(a)点接触型§1.2半导体二极管一、常见结构2021/9/5模电课件§1.2半导体二极管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)面接触型二极管的符号阴极阳极(d)符号D(b)面接触型(c)平面型平面型二极管是集

3、成电路中常见的一种形式。面接触型二极管的结构如图（b）所示。由于这种二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，但极间电容也大。这类器件适用于整流，而不宜用于高频电路中。如2CP1为面接触型硅二极管，最大整流电流为400mA，最高工作频率只有3kHz。2021/9/5模电课件二、伏安特性1、正向导通硅：0.5V锗：0.1V导通压降反向饱和电流死区电压击穿电压UBR锗伏安特性曲线开启电压：Uon导通电压：硅：0.7V锗：0.2V2、反向截止反向饱和电流IS反向击穿电压U（BR）3、温度的影响正向特性：T上升，正向压降下降2～2.5mV，曲线左移

4、；反向特性：T上升，IS增加一倍，曲线下移。二极管是非线性元件2021/9/5模电课件三、主要参数1、最大整流电流IF2、最高反向工作电压UR3、反向电流IR4、最高工作频率fM二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。电流过大，结温太高而烧坏二极管。二极管工作时，允许外加的最大反向电压。超过此值，二极管可能击穿。二极管未击穿时的反向电流。IR越小，二极管的单向导电性越好。二极管工作的上限频率。2021/9/5模电课件四、二极管的等效电路1、折线等效电路二极管伏安特性具有非线性，分析电路时，常用线性元件所构成的电路等效代替。（1）理想

5、二极管模型：正向导通压降为零，反向截止电流为零。＋－ui2021/9/5模电课件＋－uiUon（2）正向导通压降为常数（硅管0.7V；锗管0.2V），反向截止电流为零；uiUon2021/9/5模电课件＋＋－－ＩＵＤＵＲRV（1）两种等效电路：（2）2、微变等效电路在Q点附近加上一个微小变化的量，则可用Q点为切点的直线近似微小变化时的曲线。(动态电阻)2021/9/5模电课件+++---VDR幅值由rd与R分压决定2021/9/5模电课件例题1：试求输出电压uo。－5V0VuoR－12VD1D2解：两个二极管存在优先导通现象。D2导通，D

6、1截止。?2021/9/5模电课件例题2：试画出电压uo的波形。uo+-RuiUREF+-D0-4V4VuitUREFuotUREF解：（1）ui>UREF时，（2）uiIZmin时，电压变化量很小，2021/9/5模电课件2、主要参数rZ越小，稳压效果越好；（2）稳定电流IZ（IZmin）：

7、电流小于此值时稳压效果不好；uiUZIZminIZM（3）额定功耗PZM：PZM=UZIZM；（4）动态电阻rZ：（1）稳压值UZ；（5）温度系数α：IZM---最大稳定电流温度每变化1度稳压值的变化量。2021/9/5模电课件当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在IZM和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数，所以稳压电路中必须串联一个电阻来限制电流，从而保证稳压管正常工作。UIDZIRIZILRLRUZ++--保证稳压管有稳压效果必须：2021/9/5模电课件六、其它类型二极管1、发光二极管⑴具有单向导电性；加正向电压时

8、导通就发光。导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光越强。注意不要超过极限参数。⑵发光的颜色取决于所用材料。2、光电二极管（自学）发光二极管符号2021/9/5模电课件用万用表R*100或R*