半导体二极管(课件).ppt

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1、半导体二极管半导体二极管东西湖职校电子电器徐志远学习内容学习内容1.形形色色的二极管2.半导体3.半导体二极管的结构和类型4.二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线5.二极管的主要参数6.二极管的检测方法二极管的检测方法7.二极管的等效电路及应用8.稳压二极管9.发光二极管普通二极管普通二极管整流管整流管开关管开关管形形色色的二极管形形色色的二极管阻尼二极管高频二极管金属封装整流二极管形形色色的二极管形形色色的二极管发光二极管发光二极管形形色色的二极管形形色色的二极管发光二极管发光二极管形形色色的二极管形形色色的二极管形形色色的二极管形形色色的二极管快快恢恢复复二二极极管管肖肖特特基基二二极

2、极管管形形色色的二极管形形色色的二极管二极管的封装 用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，外壳上一般印有标记以便区别正负电极。外壳上一般印有标记以便区别正负电极。黑环为负极黑环为负极白环为负极白环为负极螺栓端为负极螺栓端为负极金属封装二极管玻璃封装二极管塑料封装二极管半导体半导体几个概念几个概念1.绝缘体绝缘体2.导体导体3.半导体半导体4.举例说明（学生回答）举例说明（学生回答）干木头、导线等

3、干木头、导线等 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、发光二极管、普通二极管、整流二极管、开关二极管、发光二极管、稳压二极管、检波二极管、混频二极管、光敏二极管、稳压二极管、检波二极管、混频二极管、光敏二极管、便容二极管、光电二极管等便容二极管、光电二极管等面接触型面接触型硅平面型硅平面型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

4、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，作为开关管使用。使用。点接

5、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。R RWWV VR RDDR RWWV VR RDD正向电压：正向电压：阳极高电位阳极高电位阴极低电位阴极低电位反向电压反向电压：阴极高电位阴极高电位阳极低电位阳极低电位PN正向电流反向电流ODOD段段称为正向特性。称为正向特性。OCOC段段，正向电压较小正向电压较小(小小于于0.5V)0.5V)，正向电流非常小，正向电流非常小，只有当正向电压超过某一只有当正向电压超过某一数值时，才有明显的正向数值时，

6、才有明显的正向电流，这个电压称为死区电流，这个电压称为死区电压，亦称开启电压。电压，亦称开启电压。CDCD段段，当正向电压大于死区电压后，正向电流近似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。以指数规律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。1 1 正向特性正向特性ADCBiDuDOUBRA ADDC CB BiDuDo oU UBRBROBOB段称为反向特性。段称为反向特性。这时二极这时二极管加反向电压，反向电流很小管加反向电压，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，故反向增加，是少数载流子增多，故

7、反向电流增大，特性曲线向下降。电流增大，特性曲线向下降。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。突然剧增，称为二极管反向击穿。2 2 反向特性反向特性小结：二极管的伏安特性小结：二极管的伏安特性硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管锗管锗管0 0.1V.1V。反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加电压大于死区外加电压大于死区外加电压大于死区外加电压大于死区电压二极管才能导通。电压二极管才能导通。电压二极

8、管才能导通。电压二极管才能导通。外加电压大于反向击外加电压大于反向击外加电压大于反向击外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。失去单向导电性。失去单向导电性。失去单向导电性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.2.20.3V0.3VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+PN+反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持范围内保持范围内保持常数。常数。

9、常数。常数。半导体二极管iDouD20406080100(mA)(v)-40-80-0.1-0.20.40.8iDouD-200-10020406080100-10-30-207520(mA)(v)(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截截止止；相相当当于于开开关断开。关断开。D1D4D2D3+-AB+-u0RLuu0时时当当u0时时，二二极极管管D2、D4导导通通，D1、D3截止。截止。D D1 1D2D

10、4D3ABu0RL+-+uuUR+UD时时，二二极极管管D导通导通,uO=UR+UD。当当uUZ时时，稳稳压压管管DZ击穿稳压。击穿稳压。必必须须适适当当选选择择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和和最最大大稳定电流稳定电流IZM之间之间RZ+-IUUZDZ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；负负载载电电阻阻RL=600。求求解解限限流流电电阻阻R的的取值范

11、围。取值范围。DZ+-U UI I=10V=10VIRRRLILIDZUO+-解：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.所以所以IR=(1535)mA 其中其中IDZ=(525)mA IL=UZ/RL=6/600=10mAA 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1.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；电流，电流和电压成指数关系；加反向电压时，产生漂移电流，加反向电压时，

12、产生漂移电流，其数值很小；体现出单向导电性。其数值很小；体现出单向导电性。当反向电压加到足够大时，会产当反向电压加到足够大时，会产生反向击穿。利用击穿特性，可生反向击穿。利用击穿特性，可制成稳压管。制成稳压管。二极管的伏安特性对温度很二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲性曲线向左移，反向特性曲线向下移。线向下移。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。三、二极管的等效电路三、二极管的等效电路1

13、 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，当外加正向电压时，二二极管导通，正向压极管导通，正向压降降u uD D=0=0；外加反向电压时，二极管截止，；外加反向电压时，二极管截止，反向电流反向电流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 UD D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