电子电路第一章PN结的反向击穿特性与高稳定性埋层齐纳稳压管.ppt

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1、1.2.3PN结的反向击穿特性与高稳定性埋层齐纳稳压管10/7/20211Izmin为稳压管DZ的最小允许电流，Izmax为最大允许电流，输入电压vI在VImin～VImax变化时，要使DZ正常工作，则限流电阻R必须满足下列关系：①在VImax和Ilmin时，IZ应不超过最大允许电流Izmax：②在VImin和Ilmax时，IZ应不低于最小允许电流Izmin：10/7/20212北京航空航天大学202教研室稳压二极管UIIZIZmaxUZIZ稳压误差曲线越陡，电压越稳定。+-UZ动态电阻：rz越小，稳压性能越好。10/7/20213北京航空航天大学202教研室齐

2、纳击穿与雪崩击穿：齐纳击穿：掺杂浓度很高（例如ND=NA=1018/cm3）的PN结很薄，例如宽度只有0.04μm，只要对PN结加上不大的反向电压，就可以产生很强的电场，例如反压4V，场强可达106V/cm。强电场可强耗尽区内原子共价键中的电子拉出，自由电子和空穴成对产生，反向电流剧增。齐纳击穿电压较低。雪崩击穿：掺杂浓度较低的PN结较厚，在较大的反向电压时形成漂移电流的少子在耗尽区内获得加速，动能越来越大，在反向电压大到漂移少子的动能足以撞击出耗尽区内原子的共价键电子，产生自由电子和空穴，新生电子又撞击出其他自由电子，反向电流剧增。雪崩击穿电压较高

3、（>6V)。10/7/20214北京航空航天大学202教研室埋层齐纳击穿稳压管：齐纳管被掩埋在顶层硅晶体下面，噪声很小，温度稳定性很高10/7/20215北京航空航天大学202教研室（5）最大允许功耗稳压二极管的参数:（1）稳定电压VZ（2）电压温度系数U（%/℃）稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。10/7/20216北京航空航天大学202教研室1.2.4PN结的结电容特性与变容二极管PN结电容CJ包括势垒电容CT和扩散电容CD即：CJ=CT＋CD1.2.4.1势垒电容CT反偏电压变化引起耗尽区厚

4、度变化，从而引起PN结中的电荷量变化，这种电容效应称为势垒电容。式中：CT表示势垒电容数值；Q表示PN结的电荷量；vD表示二极管的偏置电压10/7/20217北京航空航天大学202教研室突变结CT与反偏电压的关系式：(n=0.5)式中：CT(0)表示vD=0时的势垒电容。Vφ表示接触电位差10/7/20218北京航空航天大学202教研室1.2.4.2扩散电容CDPN结正偏时，载流子在扩散过程中存在电荷积累，正偏电压大，积累电荷多，反之积累电荷少，这种电容效应称为扩散电容。式中：τ表示非平衡载流子的平均寿命。10/7/20219北京航空航天大学202教研室1

5、.2.5PN结的温度特性1.PN结正向电压的温度系数αvD保持二极管正向电流不变，温度变化1℃所引起的vD变化αvD≈-(1.9～2.5)mV/℃2.PN结的反向饱和电流随温度按指数规律变化不论是硅管还是锗管，反向电流大约随温度每变化10℃而变化一倍。锗管的IS（T0）要比硅管大3～6个数量级10/7/202110北京航空航天大学202教研室1.2.6二极管的主要常数1.最大整流电流IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压VBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工

6、作电压VR一般是VBR的一半。3.反向电流IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流值。稍大于反向饱和电流IS。10/7/202111北京航空航天大学202教研室4.最高工作频率fM由PN结电容决定的参数，二极管的工作频率高到一定的程度，CJ对PN结起的旁路作用不容忽略，工作频率超过fM，二极管的单向导电性能变坏。势垒电容和扩散电容的综合效应rd10/7/202112北京航空航天大学202教研室实际二极管的照片1：10/7/202113北京航空航天大学202教研室实际二极管的照片2：10/7/202114北京航空航天大学202教研室实际二极管的照片3：10/7/202

7、115北京航空航天大学202教研室RLuiuouiuott二极管的应用举例1：二极管半波整流10/7/202116北京航空航天大学202教研室二极管的应用举例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo10/7/202117北京航空航天大学202教研室负载电阻：要求：当输入电压由正常值发生20%波动时，负载电压基本不变。稳压二极管的应用举例：稳压管的技术参数:解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax。求：电阻R和输入电压ui的正常值。——方程1uoiZDZRiLiuiRL10/7/202118北京航空航天大学202教研室令输