ch2 二极管及其应用电路ppt课件.ppt

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1、第2章半导体二极管及常用二极管电路2.1PN结的形成及特性2.2半导体二极管2.3二极管的常用模型和分析方法2.4稳压二极管2.5常用二极管电路2.6稳压管电路内容1PN结的形成PN结的单向导电性2.1PN结的形成及特性21.PN结的形成P区掺杂浓度高，N区掺杂浓度低P区和N区掺杂浓度相同32.PN结的单向导电性外加正向电压阻挡层内的总电场减弱，空间电荷总量减少；空间电荷区变窄；势垒区的电位差减小。正向偏置情况下给PN结一个小电压可得到较大电流。42.PN结的单向导电性外加反向电压阻挡层内的总电场增强，空间电荷总量增加；空间电荷区变宽；势垒区的电位差增大。反向偏置情

2、况下，反向电流很小，可以认为PN结基本上不导电，表现为一个很大的电阻。5关键问题什么是二极管的门坎电压？为什么使用二极管时要注意不要超过最高反向工作电压VBR？半导体二极管二极管的伏安特性2.2半导体二极管61.半导体二极管72.二极管的V-I特性当vD>0,且时,当vD<0,且时，82.二极管的V-I特性例：已知PN结在T=300K时，,m=1,求及时的结电流。解：当时，PN结上为正偏压，有当时，PN结上为负偏压，有92.二极管的V-I特性102.二极管的V-I特性正向特性112.二极管的V-I特性反向特性电击穿齐纳击穿雪崩击穿热击穿122.二极管的V-I特性例

3、：Si二极管I-V特性曲线如图，把Si管接入电路，求二极管上的电压降和通过二极管的电流。Q解：电路方程E=iDR+vD从图中查出，ID=7(mA),VD=0.8(V)132.二极管的V-I特性温度对正向特性的影响142.2.2二极管的主要参数是特性的定量描述，也是选用器件的依据1.直流参数1）最大整流电流2）最高反向工作电压3）反向电流4）静态电阻（直流电阻）5）最高工作频率2.微变参数1）微变电阻（交流电阻）2）极间电容15关键问题什么是二极管的理想开关模型和恒压源模型？模型分析法的实质是什么？常用的二极管模型二极管的分析方法2.3二极管的常用模型和分析方法161

4、.常用的二极管模型理想二极管开关模型正向导通，VD=0(内阻r=0)，相当于开关闭合c反向截止，IS=0(内阻r=)，相当于开关断开。171.常用的二极管模型恒压源模型Si管：Von≈0.7(V)（实际：0.6～0.8）Ge管：Von≈0.2（V）V>Von，D通，通后压降为VonV

5、稳压管是利用PN结的反向击穿特性所具有的稳压性能而做成的，是一种用特殊工艺制造的面结型Si半导体二极管。2.4稳压二极管22稳压管Dz的伏安特性反向击穿电压为VBR=-VzDz的反向击穿特性越陡，稳压特性越好。23稳压管的主要参数①Vz：Dz中I为额定电流时，稳压管两端的电压值。②Iz：Dz正常工作时的参考电流值。（～Izmin）③rz：rz随工作电流不同而变。④Pz：额定功耗。Pz=IzmaxVz24二极管参数测试仿真实验二极管正向特性测试电路Rw10%20%30%50%70%90%Vd/mV299496544583613660Id/mA0.0040.2480.6

6、841.5292.8607.286rd=Vd/Id（欧姆）74750200079538121490.58二极管参数测试仿真实验二极管正向特性测试电路从仿真数据可以看出：二极管电阻值rd不是固定值当二极管两端正向电压小，处于“死区”，正向电阻很大，正向电流很小当二极管两端正向电压超过死区电压，正向电流急剧增加，正向电阻也迅速减小，处于“正向导通区”。二极管参数测试仿真实验二极管反向特性测试电路Rw10%30%50%80%90%100%Vd/mV100003000049993799828018080327Id/mA00.0040.0070.04335197rd=Vd/I

7、d（欧姆）∞7.5E67.1E61.8E62290.9407.8二极管参数测试仿真实验二极管反向特性测试电路二极管反向电阻较大，而正向电阻小，故具有单向特性。反向电压超过一定数值（VBR）,进入“反向击穿区”，反向电压微小增大，反向电流急剧增加。二极管电路分析仿真实验二极管是非线性器件，引入线性电路模型使分析简单1.大信号状态：理想二极管,理想二极管相当于一个理想开关；2.正向压降与外加电压相比不可忽略，且正向电阻与外接电阻相比可以忽略：恒压源模型（一个恒压源与一个理想二极管串联）二极管实验电路Von=0.617V;Vo=-2.617V二极管实验电路换为IN91