大学电路电子学第3讲半导体二极管.ppt

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1、第三讲 半导体二极管一、二极管的结构二、二极管的伏安特性及电流方程四、二极管的等效电路三、二极管的主要参数五、稳压二极管六、其他类型二极管 一、二极管的结构一、二极管的结构将将PN结封装，引出两个电极，就构成二极管。结封装，引出两个电极，就构成二极管。点接触型：点接触型：结面积小，结电容小结面积小，结电容小故结允许的电流小故结允许的电流小最高工作频率高最高工作频率高（检波或小功率整流）（检波或小功率整流）面接触型：面接触型：结面积大，结电容大结面积大，结电容大故结允许的电流大故结允许的电流大最高工作频率低最高工作频率低（整流管）（整流管）平面型：平面型：结面积可小、可大结面积可小、可大小的工作

2、频率高（开小的工作频率高（开关管）关管）大的结允许的电流大大的结允许的电流大（大功率整流）（大功率整流）二、二极管的伏安特性及电流方程二、二极管的伏安特性及电流方程 二极管的电流与其端电压的关系称为二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性伏安特性材料材料开启电压开启电压导通电压导通电压反向饱和电流反向饱和电流硅硅Si0.5V0.50.8V1A以下锗锗Ge0.1V0.10.3V几十A开启开启电压电压反向饱反向饱和电流和电流击穿击穿电压电压温度的温度的电压当量电压当量从二极管的伏安特性可以反映出：从二极管的伏安特性可以反映出：1、单向导电性、单向导电性2 2、伏安特性受温度影响、伏安特性受温度影响

3、T（）在电流不变情况下管压降在电流不变情况下管压降u 反向饱和电流反向饱和电流IS，U(BR)T（）正向特性左移正向特性左移，反向特性下移，反向特性下移正向特性为正向特性为指数曲线指数曲线反向特性为横轴的平行线反向特性为横轴的平行线三、三、二极管的主要参数二极管的主要参数最大整流电流最大整流电流IF：最大正向平均电流：最大正向平均电流最大反向工作电压最大反向工作电压UR：最大反向瞬时值，：最大反向瞬时值，UR=U(BR)/2反向电流反向电流 IR：即：即IS最高工作频率最高工作频率fM：因：因PN结有电容效应结有电容效应结电容为结电容为扩散电容（扩散电容（Cd）与与势垒电容（势垒电容（Cb）之

4、和。之和。扩散路程中电扩散路程中电荷的积累与释荷的积累与释放放空间电荷区宽空间电荷区宽窄的变化有电窄的变化有电荷的积累与释荷的积累与释放放参数型号最大整流电流最高反向工作电压最高反向工作电压下的反向电流（125oC）正向压降（平均值）（25oC）最高工作频率AVAVkHz2CZ520.125,50,100,200,300,400,500,600,700,800,900,100,1200,1400,1600,1800,2000,2200,2400,2600,2800,300010000.832CZ540.510000.832CZ57510000.83表表1国产半导体二极管参数（2CZ5257系列

5、整流二极管）四、二极管的等效电路四、二极管的等效电路 1 1、将伏安特性折线化、将伏安特性折线化理想理想二极管二极管近似分析近似分析中最常用中最常用理想开关理想开关导通时导通时 UD0截止时截止时IS0导通时导通时UDUon截止时截止时IS0应根据不同情况选择不同的等效电路！应根据不同情况选择不同的等效电路！四、二极管的等效电路四、二极管的等效电路Q越高，越高，rd越小。越小。当二极管静态基础上有一微小动态信号作用，则可将二当二极管静态基础上有一微小动态信号作用，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻。也就是微变等效电极管等效为一个电阻，称为动态电阻。也就是微变等效电路。路。ui=0时直流电

6、源作用时直流电源作用小信号作用小信号作用静态电流静态电流2 2、微变等效电路、微变等效电路五、稳压二极管（齐纳二极管）五、稳压二极管（齐纳二极管）1、伏安特性、伏安特性进入稳压区的最小电流进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流不至于损坏的最大电流 由一个由一个PN结组结组成，反向击穿后成，反向击穿后在一定的电流范在一定的电流范围内端电压基本围内端电压基本不变，为稳定电不变，为稳定电压。压。2、主要参数、主要参数稳定电压稳定电压UZ、稳定电流、稳定电流IZ额定功耗额定功耗PZM IZM UZ动态电阻动态电阻rzUZ/IZ温度系数温度系数=UZ/T3、应用、应用讨论一 判断电路中二极管的工作状态

7、，求解输出电压。判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。判断二极管工作状态的方法？判断二极管工作状态的方法？断开二极管，观察阳、阴两极间为正向电压断开二极管，观察阳、阴两极间为正向电压还是反向电压。还是反向电压。图图(a)是是一一个个二二极极管管组组成成的的限限幅幅电电路路(Clipping Circuit)。这这种种电电路路常常用用于于有有选选择择地地传传输输信信号号波波形形的的一一部部分分，所所传传输输的的波波形形部部分分处处在在电电路路设定的参考电压以上或以下。设定的参考电压以上或以下。D DU UR RR Ru uo ou u+（a）u uo o讨论二讨论二2 2）为为了了限限制制稳

8、稳压压管管击击穿穿以以后后的的电电流流，使使用用时时必必须须在在电电路路中中串串联联限限流流电电阻阻，使使得得IIZM 。RzUzDzI+-U+-稳压管电路稳压管电路3、稳压管稳压电路、稳压管稳压电路UUZ时，稳压管击穿时，稳压管击穿1 1）工作在反向击穿区。）工作在反向击穿区。3 3）与要稳压的负载并联。）与要稳压的负载并联。六、其他类型二极管六、其他类型二极管1、发光二极管、发光二极管2、光电二极管、光电二极管具有单向导电性。具有单向导电性。3、变容二极管、隧道二极管、肖特基二极管、变容二极管、隧道二极管、肖特基二极管无光照时，具有单向导电性。无光照时，具有单向导电性。有光照时，特性曲线下移。有光照时，特性曲线下移。