md半导体二极管.pptx

将PN 结封装在塑料、玻璃或金属外壳里，再从P 区和N 区分别焊出两根引线作阳、阴极。一、二极管的结构符号第1页/共28页一、二极管的结构第2页/共28页发光二极管的舞台效果第3页/共28页二、二极管的类型o按材料分n硅二极管n锗二极管o按结构分n点接触型二极管-不允许通过较大的电流，可在高频下工作n面接触型二极管-结面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作o按用途分n整流二极管n稳压二极管n检波二极管n开关二极管n发光二极管n变容二极管n第4页/共28页三、二极管的特性o伏安特性n正向伏安特性n反向伏安特性o击穿特性o温度特性o电容特性第5页/共28页1、伏安特性 流过二极管的电流与加在二极管两端的电压的关系曲线流过二极管的电流与加在二极管两端的电压的关系曲线I=f(U)就是二极管的伏安特性。就是二极管的伏安特性。604020 0.002 0.00400.5 1.02550I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性击穿电压反向特性 50I/mAU/V0.20.4 25510150.010.020锗管的伏安特性死区电压第6页/共28页正向特性o当正向电压较小时，正向电流很小，几乎为零。n死区n死区电压（门坎电压）o死区电压与材料和温度有关o硅管约 0.5 V 左右，锗管约 0.1 V 左右o当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流迅速增大n硅管导通电压n锗管导通电压死区60402000.4 0.8I/mAU/V60402000.4 0.8I/mAU/V材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.50.8V1A以下锗Ge0.1V0.10.3V几十A第7页/共28页反向特性o二极管加反向电压，反向电流很小。n当电压超过零点几伏后，反向电流不随电压增加而增大，即饱和；o击穿反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电流会突然增大。n反向击穿电压n电击穿可逆击穿并不意味管子损坏，若控制击穿电流，电压降低后，还可恢复正常。n热击穿不可逆 0.02 0.0402550I/mAU/V反向饱和电流击穿电压U(BR)第8页/共28页伏安特性表达式(二极管方程)其中，IS 反向饱和电流 UT 温度的电压当量；在常温(300 K)下，UT 26 mV二极管加反向电压，即 U UT，则二极管加正向电压，即 U 0，且 U UT，则电流I 与电压U 基本成指数关系。第9页/共28页伏安特性总结二极管具有单向导电性加正向电压时，导通，呈现很小的正向电阻，如同开关闭合加反向电压时，截止，呈现很大的反向电阻，如同开关断开应用：整流二极管 检波二极管 开关二极管二极管是非线性器件实践：如何用万用表检测二极管？50I/mAU/V0.20.4 25510150.010.020第10页/共28页2、击穿特性o击穿-反向电压大到一定数值时，反向电流会突然快速增大。n电击穿可逆n热击穿不可逆o应用：稳压管 0.02 0.0402550I/mAU/VIZVDZRUOIO+IRUI+RL第11页/共28页温度升高时，反向饱和电流增大，正向电流也增大。温度升高10，IS 约增加1倍。3、温度特性o应用:温度补偿二极管 第12页/共28页4、电容特性o结电容Cj Cj=CD+CBo应用：变容二极管第13页/共28页最大整流电流 IF 二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压 UR 工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将击穿电压 UBR 的一半定义为 UR。反向电流 IR最高工作频率fM fM 值主要 决定于PN 结结电容的大小。结电容愈大，二极管允许的最高工作频率愈低。四、二极管的主要参数第14页/共28页五、二极管电路的分析o图解分析法o简化模型分析法n二极管的模型o理想模型 （）o恒压降模型（）o折线模型o小信号模型n简化模型分析法第15页/共28页例 电路如图所示，已知二极管的V-I 特性曲线、电源VDD和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD。1、图解分析法解：由电路的KVL方程，可得 即 是一条斜率为-1/R 的直线，称为负载线 Q 的坐标值（VD，ID）即为所求，Q点称为电路的工作点。VDDVDD/RVDIDQ负载线第16页/共28页 2、二极管的简化模型（1）理想模型（a）V-I 特性 （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第17页/共28页（2）恒压降模型（a）V-I 特性 （b）电路模型（3）折线模型（a）V-I 特性 （b）电路模型 2、二极管的简化模型第18页/共28页（4）小信号模型 过过Q点的切线点的切线可以等效成可以等效成一个微变电阻一个微变电阻即即根据根据得得Q点处的微变电导点处的微变电导则则常温下（常温下（T T=300K=300K）（a）V-I 特性特性 （b）电路模型）电路模型 2、二极管的简化模型 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vDVT。第19页/共28页（1）开关电路电路如图所示，二极管为理想二极管，求A、O 间的电压值解：判断二极管导通情况则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，A、O间的电压值为-6V。3、简化模型分析法举例0V-6V-12V断开D，以O为基准电位，即O点为0V。计算思考：若电路含有多个二极管，怎么计算？第20页/共28页3、简化模型分析法举例（2）整流电路（a）电路图 （b）vs的波形（c）vo的波形第21页/共28页（3）限幅电路 电路如图(a)，R=1k，VREF=3V，二极管为硅管。分别用理想模型 和恒压降模型求解，当vI=6sin t V时，绘出相应的输出电压vO的波形。3、简化模型分析法举例理想模型恒压降模型怎样双向限幅？第22页/共28页（4）静态工作情况分析理想模型 硅管 VDD=10V R=10k 恒压降模型（a）简单二极管电路 （b）习惯画法 3、简化模型分析法举例第23页/共28页符号六、稳压管o伏安特性曲线o稳压原理：在反向击穿区，反向电流有一个比较大的变化时，管子两端相应的电压变化量却很小。I/mAU/VO+正向 +反向 U Io工作区：反向击穿区第24页/共28页主要参数稳定电压 UZ 稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压稳定电流 IZ正常工作的参考电流。I IZ，只要不超过额定功耗即可。动态电阻电压温度系数额定功耗六、稳压管第25页/共28页六、稳压管o稳压管电路o使用注意事项n外加电源的正极接管子的N 区，电源的负极接P 区，保证管子工作在反向击穿区；n稳压管应与负载电阻 RL 并联；n必须限制流过稳压管的电流 IZ，不能超过规定值，以免因过热而烧毁管子。VDZRUOIO+IZIRUI+RL第26页/共28页作业（a）(c)3.4.6(a)3.4.9 3.5.1 第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页