电子电路.ppt

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1、2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,1,1.2.3 PN结的反向击穿特性与高稳定性埋层齐纳稳压管,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,2,Izmin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VIminVImax变化时，要使DZ正常工作，则限流电阻R必须满足下列关系：, 在VImax和Ilmin时，IZ应不超过最大允许电流Izmax：, 在VImin和Ilmax时，IZ应不低于最小允许电流Izmin：,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,3,稳压二极管,U,IZ,稳压误差,曲线越陡，电压越稳定。,-,UZ,动态电阻：,rz

2、越小，稳压性能越好。,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,4,齐纳击穿与雪崩击穿：,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0.04m，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

3、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（6V)。,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,5,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,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,6,（5）最大允许功耗,稳压二极管的参数:,（1）稳定电压 VZ,（3）动态电阻,（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,7,1.2.4 PN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=CTCD,1.2.4.1 势垒电容CT,反

4、偏电压变化引起耗尽区厚度变化，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,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,8,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。 V 表示接触电位差,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,9,1.2.4.2 扩散电容CD,PN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：表示非平衡载流子的平均寿命。,2020/10/3

5、0,北京航空航天大学202教研室,10,1.2.5 PN结的温度特性,1. PN结正向电压的温度系数 vD,保持二极管正向电流不变，温度变化1所引起的vD 变化 vD-(1.92.5)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36个数量级,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,11,1.2.6 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

6、被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压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 。,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,12,4. 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。,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,13,实际二极管的照片1：,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,14,实际二极管的照片2：,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室

7、,15,实际二极管的照片3：,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,16,二极管的应用举例1：二极管半波整流,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,17,二极管的应用举例2：,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,18,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 1,2020/10/30,北京航空航天大学202教研室,19,令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。, 方程 2,联立方程1、2，可解得：,