半导体二极管及其应用ppt课件.ppt

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1、半导体二极管及其应用知识目标：1.了解二极管的结构及分类；2.掌握二极管的伏安特性和主要参数；3.掌握二极管电路的分析方法。二极管的伏安特性及应用二极管电路的分析及应用第2讲教学目标教学重点教学难点能力目标：1.会查手册选用二极管；2.会检测二极管的性能与好坏；3.会用二极管制作电路。一、二极管的特性及主要参数１、二极管的结构类型２、二极管的伏安特性３、二极管的主要参数三、特殊二极管二、二极管电路的分析方法半导体二极管图片半导体二极管图片半导体二极管图片半导体二极管图片１、二极管的结构类型在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点

2、接触型、面接触型和平面型三大类。它们的结构示意图如图1.11所示。（１）点接触型二极管(a)点接触型图1.11二极管的结构示意图PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。图1.11二极管的结构示意图(c)平面型(3)平面型二极管往往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(b)面接触型PN结面积大，用于工频大电流整流电路。２、二极管的伏安特性曲线式中IS为反向饱和电流，为二极管两端的电压降，UT=kT/q称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，k=1.380×10-23J/K,q=1.6×10-

3、19C,为电子电荷量，T为热力学温度。对于室温（相当T=300K），则有UT=26mV。半导体二极管的伏安特性曲线如图1.12所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示(1.1)图1.12二极管的伏安特性曲线图示（１）正向特性硅二极管的死区电压Uth=0.5V左右，锗二极管的死区电压Uth=0.1V左右。当0＜uD＜Uth时，正向电流为零，Uth称为死区电压或开启电压。当uD＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段：当uD＞Uth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。正向

4、特性工作状态条件特点备注正向截止0＜uD＜Uth正向电流为零，硅管：Uth=0.5V锗管：Uth=0.1V正向导通uD＞Uth开始出现正向电流，并按指数规律增长。硅管：UD(on)=0.7V锗管：UD(on)=0.2V（２）反向特性当uD＜0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：当UBR＜uD＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS。当uD≤UBR时，反向电流急剧增加，UBR称为反向击穿电压。工作状态条件特点备注反向截止UBR＜uD＜0反向电流很小，约为IS（反向饱和电流）硅二极管的反向电流一般在

5、纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。反向击穿uD≤UBR反向电流急剧增加。UBR：反向击穿电压反向特性在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。从击穿的机理上看，硅二极管若UBR＞6V时,主要是雪崩击穿；若UBR＜6V时,则主要是齐纳击穿。当在6V左右时，两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。（３）二极管的温度特性温度对二极管的性能有较大的影响，温度升高时，反向电流将呈指数规律增加，如二极管温度每增加10℃，反向电流将约增加

6、一倍。另外，温度升高时，二极管的正向压降将小，每增加1℃，正向压降UD大约减小2～2.5mV，即具有负的温度系数。这些可以从图1.13所示二极管的伏安特性曲线上看出。图1.13温度对二极管伏安特性曲线的影响在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反向特性将下移。–50I/mAU/V0.20.4–2551015–0.01–0.020温度增加３、二极管的主要参数半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压UBR、最大反向工作电压URM、反向电流IR、最高工作频率fM和结电容Cj等。几个主要的参数介绍如下：（１）★最大整流电流IF二极管长期连续工

7、作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。（２）★反向击穿电压UBR和最大反向工作电压URM二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压URM一般只按反向击穿电压UBR的一半计算。（３）反向电流IR（４）正向压降UD(on)在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下，约0.6～0.8V，典型值取0.7V；锗二极管约0.2

8、～0.3V，典型值取0.2V。在实际应用中，应根据管子所用的场合，按其所承受的最高反向电压、最大正向平均电流