第二节半导体二极管及其应用电路课件.ppt

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1、第二节半导体二极管及其应用电路第1页，此课件共33页哦 半导体二极管是由一个半导体二极管是由一个PNPN结及它所在的结及它所在的 半导体再加上电极引线和管壳构成。半导体再加上电极引线和管壳构成。结构结构类型类型按材料分类按材料分类按结构分类按结构分类按用途分类按用途分类硅管，锗管硅管，锗管点接触型点接触型普通二极管，整流二极管，开关二极管，稳压二极普通二极管，整流二极管，开关二极管，稳压二极管等管等面接触型面接触型硅平面型硅平面型第二节第二节第2页，此课件共33页哦阳极阳极阴极阴极金属支架金属支架正极引线正极引线负极引线负极引线金锑合金金锑合金P P型硅型硅铝合金小球铝合金小球N N型硅片型硅

2、片阳极引线阳极引线阴极引线阴极引线N N型锗片型锗片金属触丝金属触丝管壳管壳二氧化硅保护层二氧化硅保护层负极引线负极引线阳极引线阳极引线N N型硅型硅P P型硅型硅第二节第二节第3页，此课件共33页哦阳极阳极阴极阴极第二节第二节第4页，此课件共33页哦面接触型二极管特点：面接触型二极管特点：结面积大、结电容大，允许通过结面积大、结电容大，允许通过较大的电流，适用于低频整流。较大的电流，适用于低频整流。硅平面型二极管特点：硅平面型二极管特点：结面积大的可用于大功率整流；结结面积大的可用于大功率整流；结面积小的，结电容大，适用于脉冲数字电路，作为开关管面积小的，结电容大，适用于脉冲数字电路，作为开

3、关管使用。使用。点接触型二极管特点：点接触型二极管特点：结面积小，因此结电容小，允许通结面积小，因此结电容小，允许通过的电流也小，适用于高频电路的检波或小电流的整流过的电流也小，适用于高频电路的检波或小电流的整流。第二节第二节第5页，此课件共33页哦mAmAV VR RWWV VR RDDmAmAV VR RWWV VR RD D伏安特性方程：伏安特性方程：第二节第二节第6页，此课件共33页哦ODOD段段称为正向特性。称为正向特性。OCOC段段，正向电压较小，正正向电压较小，正向电流非常小，只有当正向向电流非常小，只有当正向电压超过某一数值时，才有电压超过某一数值时，才有明显的正向电流，这个电

4、压明显的正向电流，这个电压称为死区电压，亦称开启电称为死区电压，亦称开启电压。压。CDCD段段，当正向电压大于死区电压后，正向电流近似以指数规当正向电压大于死区电压后，正向电流近似以指数规律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。1 1 正向特性正向特性第二节第二节ADCBiDuDOUBR第7页，此课件共33页哦A ADDC CB BiDuDo oU UBRBROBOB段称为反向特性。段称为反向特性。这时二极管这时二极管加反向电压，反向电流很小加反向电压，反向电流很小。当温度升高时，半导体中本征激发增加，当温度升高时，半导体中本征激发增加，是少数载流子增多，故反向

5、电流增大，特是少数载流子增多，故反向电流增大，特性曲线向下降。性曲线向下降。3 3 反向击穿特性反向击穿特性BABA段称为反向击穿特性段称为反向击穿特性当二极管外加反向电压大于一定数值时，反向电流突然当二极管外加反向电压大于一定数值时，反向电流突然剧增，称为二极管反向击穿。剧增，称为二极管反向击穿。2 2 反向特性反向特性第二节第二节第8页，此课件共33页哦iDouD20406080100(mA)(v)-40-80-0.1-0.20.40.82AP15的伏安特性曲线2CP10 20的伏安特性曲线第二节第二节iDouD-200-10020406080100-10-30-207520(mA)(v)

6、(A)12 材料材料开启电压（开启电压（V）导通电压（导通电压（V）反向饱和电流（反向饱和电流（A）硅（硅（Si）0.5 0.5 0.61 0.1 0时时，二二极极管管D1、D3导导通通，相相当当于于开开关关闭闭合合；D2、D4截止；相当于开关断开。截止；相当于开关断开。D1D4D2D3+-AB+-u0RLu第二节第二节u0时时第16页，此课件共33页哦当当u0时时，二二极极管管D2、D4导导通通，D1、D3截截止。止。D D1 1D2D4D3ABu0RL+-+u第二节第二节uUR+UD时时，二二极极管管D导导通通,uO=UR+UD。当当uUZ时时，稳稳压压管管DZ击击穿稳压。穿稳压。必必须须

7、适适当当选选择择RZ的的阻阻值值，使使流流过过稳稳压压管管的的电电流流在在管管子子的的参参数数稳稳定定电电流流IZ和和最最大大稳稳定定电电流流IZM之间之间RZ+-IUUZDZ第二节第二节第30页，此课件共33页哦例例4-1 在在如如图图所所示示的的稳稳压压管管稳稳压压电电路路中中，已已知知稳稳压压管管的的稳稳定定电电 压压UZ=6V，最最 小小 稳稳 定定 电电 流流 IZmin=5mA，最最 大大 稳稳 定定 电电 流流IZmax=25mA；负载电阻；负载电阻RL=600。求解限流电阻。求解限流电阻R的取值范围。的取值范围。DZ+-U UI I=10V=10VIRRRLILIDZUO+-解

8、：解：IR=IDZ+IL UR=UI-UZ=10-6=4V所以限流电阻所以限流电阻R的取值范围为的取值范围为114227.第二节第二节所以所以IR=(1535)mA 其中其中IDZ=(525)mA IL=UZ/RL=6/600=10mA第31页，此课件共33页哦1.1.伏安特性方程：伏安特性方程：A ADDC CB BiDuDo oU UBRBR本节知识要点本节知识要点一、二极管的伏安特性一、二极管的伏安特性2.伏安特性曲线伏安特性曲线二极管加正向电压时，产生扩散电流，二极管加正向电压时，产生扩散电流，电流和电压成指数关系；加反向电压电流和电压成指数关系；加反向电压时，产生漂移电流，其数值很小

9、；体时，产生漂移电流，其数值很小；体现出单向导电性。现出单向导电性。当反向电压加到足够大时，会产生反当反向电压加到足够大时，会产生反向击穿。利用击穿特性，可制成稳压向击穿。利用击穿特性，可制成稳压管。管。二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移。反向特性曲线向下移。第二节第二节第32页，此课件共33页哦第二节第二节二、二极管的主要参数二、二极管的主要参数1、最大整流电流、最大整流电流IF；2、最大反向工作电压、最大反向工作电压UR；3、反向电流、反向电流IR；4、最大工作频率、最大工作频率fM

10、。三、二极管的等效电路三、二极管的等效电路1 1、理想二极管等效电路、理想二极管等效电路当外加正向电压时，二极管导通，正向压降当外加正向电压时，二极管导通，正向压降u uD D=0=0；外加反向电压时，二极管截止，反向电流；外加反向电压时，二极管截止，反向电流IR=0。DKUD当外加正向当外加正向当外加正向当外加正向电压大于电压大于电压大于电压大于U UD D时，二极管导通，时，二极管导通，时，二极管导通，时，二极管导通，开关闭合，二极管两端压降为开关闭合，二极管两端压降为开关闭合，二极管两端压降为开关闭合，二极管两端压降为U UD D；当外加；当外加；当外加；当外加电压小于电压小于电压小于电压小于U UDD时，二极管截止时，二极管截止时，二极管截止时，二极管截止，开关断开。，开关断开。，开关断开。，开关断开。2、考虑正向压降的等效电路、考虑正向压降的等效电路二极管的两种等效电路二极管的两种等效电路K第33页，此课件共33页哦