二极管伏安特性精选PPT.ppt

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1、长江职业学院长江职业学院二极管伏安特性第1页，此课件共16页哦3、PN结单向导电的数学表达式结单向导电的数学表达式反向饱和反向饱和电流电流温度的温度的电压当量电压当量电子电量电子电量玻尔兹曼常玻尔兹曼常数数当当 T=300(27 C)：UT =26 mV第2页，此课件共16页哦1.2二极管及其应用二极管及其应用1.2.1 二极管的结构二极管的结构1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数第3页，此课件共16页哦1.2.1 半导体二极管的结构和类型半导体二极管的结构和类型构成：构成：PN 结结+引线引线+管壳管壳=二极管二极管(Diode)符号：符号

2、：正极负极负极分类：分类：按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接触型面接触型面接触型点接触型点接触型正极正极引线引线触丝触丝N 型锗片型锗片外壳外壳负极负极引线引线负极引线负极引线 面接触型面接触型N型锗型锗PN 结结 正极引线正极引线铝合金铝合金小球小球底座底座金锑金锑合金合金平面型平面型正极正极引线引线负极负极引线引线集成电路中平面型集成电路中平面型PNP 型支持衬底型支持衬底第4页，此课件共16页哦第5页，此课件共16页哦1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性一、一、PN 结的伏安方程结的伏安方程反向饱和反向饱和电流电流温度的温度的电压当量电压

3、当量电子电量电子电量玻尔兹曼常玻尔兹曼常数数当当 T=300(27 C)：UT =26 mV第6页，此课件共16页哦二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性OuD/ViD/mA正向特性正向特性 Uth UD(on)死区死区电压电压iD=0Uth=0.5 V 0.1 V(硅管硅管)(锗管锗管)U UthiD 急剧上升急剧上升0 U Uth UD(on)=(0.6 0.8)V硅管硅管 0.7 V(0.1 0.3)V 锗管锗管 0.2 V反向特性反向特性ISU(BR)反反向向击击穿穿U(BR)U 0 iD=IS 0.1 A(硅硅)几十几十 A(锗锗)U U(BR)反向电流急剧增大反向电流急剧增大(反

4、向击穿反向击穿)导通导通电压电压第7页，此课件共16页哦反向击穿类型：反向击穿类型：电击穿电击穿热击穿热击穿反向击穿原因反向击穿原因：齐纳击穿齐纳击穿：(Zener)反向电场太强，将电子强行拉出共价键。反向电场太强，将电子强行拉出共价键。(击穿电压击穿电压 6 V，正，正温度系数温度系数)击穿电压在击穿电压在 6 V 左右时，温度系数趋近零。左右时，温度系数趋近零。第8页，此课件共16页哦硅管的伏安特性硅管的伏安特性锗管的伏安特性锗管的伏安特性604020 0.02 0.040 0.4 0.82550iD/mAuD/ViD/mAuD/V0.20.4 25 50510150.010.020结论结

5、论：锗管比硅管易导通，硅管比锗管反向饱和电流小得：锗管比硅管易导通，硅管比锗管反向饱和电流小得多，所以硅管的单向导电性和温度稳定性较好多，所以硅管的单向导电性和温度稳定性较好第9页，此课件共16页哦温度对二极管特性的影响温度对二极管特性的影响604020 0.0200.42550iD/mAuD/V20 C90 CT 升高时，由本征激发产生的少子浓度增加，导致升高时，由本征激发产生的少子浓度增加，导致PN结结内建电位差内建电位差UB减小。减小。UD(on)以以(2 2.5)mV/C 下降下降思考：为什么温度过高，将导致思考：为什么温度过高，将导致PN结失效？结失效？第10页，此课件共16页哦1.

6、2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数1.IF 最大整流电流最大整流电流(最大正向平均电流最大正向平均电流)2.URM 最高反向工作电压最高反向工作电压，为，为 U(BR)/2 3.IR 反向电流反向电流(越小单向导电性越好越小单向导电性越好)4.fM 最高工作频率最高工作频率(超过时单向导电性变差超过时单向导电性变差)iDuDU(BR)I FURMO第11页，此课件共16页哦影响工作频率的原因影响工作频率的原因 PN 结的电容效应结的电容效应 结论：结论：1.低频低频时，因结电容很小，对时，因结电容很小，对 PN 结影响很小。结影响很小。高频高频时，因容抗变小，使时，因容抗变小，使结电容分

7、流结电容分流，导致，导致单向单向 导电性变差。导电性变差。2.结面积小时结电容小，工作频率高。结面积小时结电容小，工作频率高。第12页，此课件共16页哦1.3二极管电路的二极管电路的 分析方法分析方法1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似理想二极管及二极管特性的折线近似*1.3.2 图解法和微变等效电路法图解法和微变等效电路法第13页，此课件共16页哦1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似理想二极管及二极管特性的折线近似一、理想二极管一、理想二极管特性特性uDiD符号及符号及等效模型等效模型SS正偏导通，正偏导通，uD=0；反偏截止，；反偏截止，iD=0 U(BR)=二、二极管的恒

8、压降模型二、二极管的恒压降模型uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7 V(Si)0.2 V(Ge)UD(on)三、二极管的折线近似模型三、二极管的折线近似模型uDiDUD(on)UI斜率斜率1/rDrDUD(on)第14页，此课件共16页哦UD(on)例例 1.3.1 硅硅二二极极管管，R=2 k，分分别别用用二二极极管管理理想想模模型型和和恒恒压压降模型求出降模型求出 VDD=2 V 和和 VDD=10 V 时时 IO 和和 UO 的值。的值。UOVDDIORUOVDDIOR 解解 VDD=2 V 理想理想IO=VDD/R=2/2 =1(mA)UO=VDD=2 V恒压降恒压降UO=VD

9、D UD(on)=2 0.7=1.3(V)IO=UO/R=1.3/2=0.65(mA)VDD=10 V 理想理想UO=VDD=10V IO=VDD/R=10/2=5(mA)恒压降恒压降UO=10 0.7=9.3(V)IO=9.3/2=4.65(mA)UOVDDIORVDD 大，大，采用理想模型采用理想模型VDD 小，小，采用恒压降模型采用恒压降模型第15页，此课件共16页哦例例1.3.2 试求电路中电流试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压和输出电压 UO 的值的值。解：解：假设二极管断开假设二极管断开UP=15 VUP UN二极管导通二极管导通等效为等效为 0.7 V 的恒压源的恒压源 UO=VDD1 UD(on)=15 0.7=14.3(V)IO=UO/RL=14.3/3 =4.8(mA)I2=(UO VDD2)/R=(14.3 12)/1 =2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)VDD1VDD2UORLR1 k 3 k IOI1I215 V12VPN第16页，此课件共16页哦