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跳转到第一页1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识1.2 PN结的形成及特性结的形成及特性1.3 二极管及其应用电路二极管及其应用电路1.4 特殊特殊二极管二极管返回目录跳转到第一页 1.1.掌握半导体的基础知识掌握半导体的基础知识 2.2.掌握掌握PNPN结单向导电特性结单向导电特性 3.3.掌握二极管的伏安特性掌握二极管的伏安特性 4.4.掌握二极管的简单应用掌握二极管的简单应用 学习学习 目目 标标跳转到第一页 铜、银、铝等金属材料是很容易导电铜、银、铝等金属材料是很容易导电的，称为的，称为导体导体；陶瓷、塑料、橡胶、玻璃；陶瓷、塑料、橡胶、玻璃等材料却不容易导电，称为等材料却不容易导电，称为绝缘体绝缘体。导体。导体的导电性能良好，电阻率很低，在的导电性能良好，电阻率很低，在1010-8-81010-6 6m m之间。例如铜的电阻率为之间。例如铜的电阻率为1.571.571010-8 8m m。绝缘体的导电能力很差，电阻率。绝缘体的导电能力很差，电阻率很高，在很高，在10108 810101616m m之间。例如橡胶的之间。例如橡胶的电阻率为电阻率为10101616m m。1.1.1 半导体材料半导体材料 跳转到第一页 自然界除了导体和绝缘体外，还存在自然界除了导体和绝缘体外，还存在一类物质，它的导电特性介于导体和绝缘一类物质，它的导电特性介于导体和绝缘体之间，它既不象导体那样容易导电，也体之间，它既不象导体那样容易导电，也不象绝缘体那样很难导电，这类物质称为不象绝缘体那样很难导电，这类物质称为半导体半导体。半导体的电阻率介于导体和绝缘。半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，比较典型的数值为体之间，比较典型的数值为1010-5-510107 7m m。例如纯锗在室温时电阻率为例如纯锗在室温时电阻率为0.470.47m m。1.1.2 本征半导体本征半导体 跳转到第一页1.半导体的特点半导体的特点（1 1）半导体的电阻率随着温度的上升而明显下降半导体的电阻率随着温度的上升而明显下降；例如半导体材料纯锗，当温度从例如半导体材料纯锗，当温度从2020上升到上升到3232时，时，它的电阻率将减小一半左右。它的电阻率将减小一半左右。（2 2）半导体的电阻率因光照的不同而改变，光照愈半导体的电阻率因光照的不同而改变，光照愈强，电阻率愈低强，电阻率愈低；例如硫化镉薄膜电阻，无光照时；例如硫化镉薄膜电阻，无光照时电阻为几十兆欧姆，当光照射后电阻只有几十千欧电阻为几十兆欧姆，当光照射后电阻只有几十千欧姆。姆。（3 3）半导体的电阻率受杂质影响很大半导体的电阻率受杂质影响很大，这一点与导，这一点与导体及绝缘体截然不同。在纯净的半导体中即使掺入体及绝缘体截然不同。在纯净的半导体中即使掺入极微量的杂质，就能使其电阻率大大降低。选择不极微量的杂质，就能使其电阻率大大降低。选择不同类型的杂质，还可改变半导体的导电类型。同类型的杂质，还可改变半导体的导电类型。跳转到第一页 一个硅原子由带正电的原子核和围绕一个硅原子由带正电的原子核和围绕它的它的1414个带负电的电子组成，这些电子按个带负电的电子组成，这些电子按一定规律分布在三层电子轨道上，如图一定规律分布在三层电子轨道上，如图1.11.1所示，由于原子核带所示，由于原子核带1414个电子电量的个电子电量的正电，故正常情况下原子呈中性。正电，故正常情况下原子呈中性。跳转到第一页4惯性核价电子Ge32Si14原子核电子轨道价电子(a)(b)(c)图1.1半导体的原子结构示意图 （a）硅原子；（b）锗原子；（c）简化模型 跳转到第一页 靠近原子核的两个内层轨道上有靠近原子核的两个内层轨道上有1010电子，它们受电子，它们受原子和束缚力较大，很少有离开运动轨道的可能，原子和束缚力较大，很少有离开运动轨道的可能，所以它和原子核组成一个惯性核，它的净电量为所以它和原子核组成一个惯性核，它的净电量为 14 1410=410=4个电子电量，而最外层轨道上的四个电子受个电子电量，而最外层轨道上的四个电子受原子和束缚力较小，叫做价电子。硅和锗原子都是原子和束缚力较小，叫做价电子。硅和锗原子都是四价元素，四价元素，元素的物理性质和化学性质都是由价电元素的物理性质和化学性质都是由价电子的数量决定的子的数量决定的。跳转到第一页 每个原子的每个原子的4 4个价电子不仅受自身原个价电子不仅受自身原子核的束缚子核的束缚,而且还与周围相邻的而且还与周围相邻的4 4个原子个原子发生联系发生联系,这些价电子一方面围绕自身的这些价电子一方面围绕自身的原子核运动原子核运动,另一方面也时常出现在相邻另一方面也时常出现在相邻原子所属的轨道上。这样原子所属的轨道上。这样,相邻的原子就相邻的原子就被共有的价电子联系在一起被共有的价电子联系在一起,称为共价键称为共价键结构。如图结构。如图1.21.2所示。所示。跳转到第一页图1.2 硅晶体的结构与电子空穴的产生跳转到第一页图1.2 硅晶体的结构与电子空穴的产生 当温度升高或受光照时，价电子从外界获得一当温度升高或受光照时，价电子从外界获得一定的能量定的能量,价电子从外界获得一定的能量价电子从外界获得一定的能量,少数价电子少数价电子挣脱共价键的挣脱共价键的束缚束缚,成为自由成为自由电子电子,同时在原来同时在原来共价键的相应位共价键的相应位置上留下一个空置上留下一个空位位,这个空位称为这个空位称为空穴。空穴。跳转到第一页 在在本征半导体中，自由电子的数量和空穴本征半导体中，自由电子的数量和空穴的数量是相等的。在外电场作用下，电子和空的数量是相等的。在外电场作用下，电子和空穴以相反的方向作有规则的运动而形成电流。穴以相反的方向作有规则的运动而形成电流。所以所以在半导体中传导电流的不仅是电子，还有在半导体中传导电流的不仅是电子，还有带正电的空穴带正电的空穴，这是本征半导体导电的一个重，这是本征半导体导电的一个重要特征。要特征。在本征半导体中，受激产生一个自由电子，在本征半导体中，受激产生一个自由电子，必然相伴产生一个空穴，电子和空穴是成对产必然相伴产生一个空穴，电子和空穴是成对产生的，这种现象称为生的，这种现象称为本征激发本征激发。跳转到第一页1.1.3 1.1.3 杂质半导体杂质半导体 本征半导体的导电能力很差，实际的用本征半导体的导电能力很差，实际的用处不大。但是如果在本征半导体中有选择地处不大。但是如果在本征半导体中有选择地掺入微量的某种杂质元素，情况就不同了。掺入微量的某种杂质元素，情况就不同了。杂质可以改变半导体中载流子的浓度，从而杂质可以改变半导体中载流子的浓度，从而达到人为控制半导体电阻率的目的。杂质半达到人为控制半导体电阻率的目的。杂质半导体分为导体分为N N型半导体和型半导体和P P型半导体。型半导体。跳转到第一页1.P1.P型半导体型半导体 在硅单晶体中掺入微量三价元素，如硼元素在硅单晶体中掺入微量三价元素，如硼元素（或铟）等，如图（或铟）等，如图1.31.3（a a）所示。由于硼的价电子）所示。由于硼的价电子只有三个，当它和周围的硅原子形成共价键时，缺只有三个，当它和周围的硅原子形成共价键时，缺少一个电子，形成不稳定的结构，硼原子很容易从少一个电子，形成不稳定的结构，硼原子很容易从邻近的共价键中夺取一个电子，形成一个带负电的邻近的共价键中夺取一个电子，形成一个带负电的离子。而在失去电子的共价键中形成一个空穴。离子。而在失去电子的共价键中形成一个空穴。在在这种半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少这种半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。这种半导体称为空穴型半导体或数载流子。这种半导体称为空穴型半导体或P P型半导型半导体。体。跳转到第一页图图1.3(a)P型半导体型半导体个电子形成一个带负电的离子。在P型半导体中，空穴是传递电流的主要带电粒子称为多数载流子；电子称为少数载流子。硼原子很容易从邻近的共价键中夺取一跳转到第一页2.N2.N型半导体型半导体 在硅单晶体中掺入微量五价元素，如磷（或在硅单晶体中掺入微量五价元素，如磷（或砷、锑）等，磷原子的最外层电子轨道上有五砷、锑）等，磷原子的最外层电子轨道上有五价电子，其中四个和周围的硅原子构成共价键，价电子，其中四个和周围的硅原子构成共价键，还有一个电子多余，如图还有一个电子多余，如图1.31.3（b b）所示。这个）所示。这个多余的电子受原子核的束缚很微弱，在室温下，多余的电子受原子核的束缚很微弱，在室温下，容易受热激发获得能量摆脱磷原子核对它的束容易受热激发获得能量摆脱磷原子核对它的束缚成为自由电子。缚成为自由电子。跳转到第一页图1.3(b)N型半导体而每个磷原子都能提供一个自由电子，磷原子失去一个电子，本身便成为一个带正电离子。在N型半导体中，电子是传递电流的主要带电粒子称为多数载流子；空穴称为少数载流子。跳转到第一页1.2 PN1.2 PN结的形成及特性结的形成及特性 我们已经知道，在纯净的半导体材料中经过我们已经知道，在纯净的半导体材料中经过掺入三价硼元素或五价磷元素可以形成两种不同掺入三价硼元素或五价磷元素可以形成两种不同类型的杂质半导体。当掺入三价硼元素时，形成类型的杂质半导体。当掺入三价硼元素时，形成以空穴为多数载流子的以空穴为多数载流子的P P型半导体；掺入五价磷元型半导体；掺入五价磷元素时，形成以电子为多数载流子的素时，形成以电子为多数载流子的N N型半导体。如型半导体。如果在一块本征半导体的晶片上掺以不同的杂质，果在一块本征半导体的晶片上掺以不同的杂质，使一边成为使一边成为P P型半导体，另一边成为型半导体，另一边成为N N型半导体，型半导体，则则在两种不同类型的半导体的交界面处就会形成在两种不同类型的半导体的交界面处就会形成一个特殊的导电薄层，称为一个特殊的导电薄层，称为PNPN结结。跳转到第一页 需要指出的是，需要指出的是，N N型和型和P P型半导体都属于型半导体都属于电中性，对外不显电性电中性，对外不显电性。这是由于单晶半导。这是由于单晶半导体和掺入的杂质都是电中性的，而且掺入的体和掺入的杂质都是电中性的，而且掺入的过程中既不丧失电荷也不从外界的导电荷，过程中既不丧失电荷也不从外界的导电荷，只是由于杂质原子的价电子数目比晶体原子只是由于杂质原子的价电子数目比晶体原子的价电子数目多一个或少一个，而使半导体的价电子数目多一个或少一个，而使半导体中出现了可以运动的电子或空穴，并没有破中出现了可以运动的电子或空穴，并没有破坏整个半导体内正负电荷的平衡状态。坏整个半导体内正负电荷的平衡状态。跳转到第一页1PN结的形成结的形成 现在结合图现在结合图1.41.4来说明来说明PNPN结的形成。在一结的形成。在一块本征半导体的晶片上掺入不同的杂质形成不块本征半导体的晶片上掺入不同的杂质形成不同类型的杂质半导体，在同类型的杂质半导体，在P P型半导体中有多数的型半导体中有多数的空穴和少数的电子，而空穴和少数的电子，而N N型半导体中有多数的自型半导体中有多数的自由电子和少数的空穴。由电子和少数的空穴。P P区中空穴的浓度大于区中空穴的浓度大于N N区，而区，而N N区中的电子浓度大于区中的电子浓度大于P P区，由于电子和区，由于电子和空穴的浓度差的存在，在它们的交界的地方，空穴的浓度差的存在，在它们的交界的地方，便发生电子和空穴的扩散运动，如图便发生电子和空穴的扩散运动，如图1.4(a)1.4(a)所所示。示。跳转到第一页跳转到第一页跳转到第一页 在扩散开始时，扩散运动占优势。随着在扩散开始时，扩散运动占优势。随着扩散的进行，扩散的进行，PNPN结的空间电荷区不断加宽，结的空间电荷区不断加宽，电场增强，电场引起的漂移运动也不断增强电场增强，电场引起的漂移运动也不断增强，当两者作用相等时，就达到了平衡。这时，当两者作用相等时，就达到了平衡。这时PNPN结中没有电流，在交界面处形成稳定的空结中没有电流，在交界面处形成稳定的空间电荷区，空间电荷区内缺少载流子，结内间电荷区，空间电荷区内缺少载流子，结内阻率很高，因此阻率很高，因此PNPN结是个高阻区结是个高阻区，结内载流，结内载流子很少所以又叫耗尽层。子很少所以又叫耗尽层。跳转到第一页 2 2PNPN结的导电特性结的导电特性（1 1）PNPN结外加正向电压结外加正向电压（2 2）PNPN结外加反向电压结外加反向电压（3 3）PNPN结击穿特性结击穿特性跳转到第一页（1 1）PNPN结外加正向电压结外加正向电压 跳转到第一页 扩散结果是在扩散结果是在P P区积累大量电子，区积累大量电子，N N区积累大量区积累大量的空穴。大量电子不断向的空穴。大量电子不断向P P区扩散并与区扩散并与P P区中的多数区中的多数载流子空穴复合而消失；大量空穴不断向载流子空穴复合而消失；大量空穴不断向N N区扩散区扩散并与并与N N区中的多数载流子电子复合而消失。为保持区中的多数载流子电子复合而消失。为保持P P区和区和N N区体内的电中性，区体内的电中性，P P区和区和N N区中因复合而损失区中因复合而损失的多数载流子必须由电源来补充的多数载流子必须由电源来补充，这就是在外加正，这就是在外加正向电压作用下，空穴扩散电流和电子扩散电流流通向电压作用下，空穴扩散电流和电子扩散电流流通的过程。的过程。跳转到第一页 由于电子和电荷是带异号电荷的，所以实际由于电子和电荷是带异号电荷的，所以实际上空穴扩散电流上空穴扩散电流 I IFPFP 和电子扩散电流和电子扩散电流I IFNFN 的方向的方向相同，都是由相同，都是由P P区指向区指向N N区，总扩散电流区，总扩散电流IF等于空等于空穴扩散电流与电子扩散电流之和。穴扩散电流与电子扩散电流之和。IF =IFP+IFN 当外加电压升高时，耗尽层中内电场被进一当外加电压升高时，耗尽层中内电场被进一步削弱，扩散作用更占优势，因而正向电流随正步削弱，扩散作用更占优势，因而正向电流随正向电压升高而迅速增大。由于多数载流子的浓度向电压升高而迅速增大。由于多数载流子的浓度较大，当外加电压不太高时，就可以形成扩散电较大，当外加电压不太高时，就可以形成扩散电流，所以流，所以PNPN结的正向电阻较小。结的正向电阻较小。跳转到第一页（2 2）PNPN结外加反向电压结外加反向电压 如果给如果给PNPN结外加一个反向电压也叫反向偏置，结外加一个反向电压也叫反向偏置，即外电源正极接即外电源正极接N N区，负极接区，负极接P P区，如图区，如图1.51.5（b b）所示。这时，外电场所示。这时，外电场E EF F与内电场与内电场E Ei i的方向一致，加的方向一致，加强了空间电荷区的电场强度。耗尽层的厚度比平强了空间电荷区的电场强度。耗尽层的厚度比平衡时加宽，使多数载流子的扩散运动更难进行。衡时加宽，使多数载流子的扩散运动更难进行。PN PN结加反向电压使空间电荷区的电场加结加反向电压使空间电荷区的电场加强，更加有利于少数载流子的漂移运动。强，更加有利于少数载流子的漂移运动。跳转到第一页 P区的少数载流子区的少数载流子电子在电场作用下到达电子在电场作用下到达N区，形成电子漂移电流区，形成电子漂移电流IRN。同样。同样N区的少数载区的少数载流子空穴向流子空穴向P区漂移形成空穴漂移电流区漂移形成空穴漂移电流IRP。总。总的漂移电流为的漂移电流为 IR=IRN+IRP 由于少数载流子的浓度很小，即是它们全由于少数载流子的浓度很小，即是它们全部漂移，其总漂移电流还是很小的，所以外加部漂移，其总漂移电流还是很小的，所以外加反向电压时，反向电压时，PN结的反向电阻很大。结的反向电阻很大。跳转到第一页()外加反向电压IF-+RUEFEi跳转到第一页3.PN3.PN结的反向击穿特结的反向击穿特性性 当反向电压达到一定数值时，由当反向电压达到一定数值时，由于外电场过强，会使反向电流急剧增于外电场过强，会使反向电流急剧增加，称为电击穿。此时对应的反向电加，称为电击穿。此时对应的反向电压值称为击穿电压，发生击穿后，只压值称为击穿电压，发生击穿后，只要反向电压略有增加，就会使反向电要反向电压略有增加，就会使反向电流急剧增大。流急剧增大。跳转到第一页1.3 半导体二极管半导体二极管 1.3.1 1.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构1.3.2 1.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.3.3 1.3.3 二极管的主要参数二极管的主要参数1.3.4 1.3.4 二极管的检测二极管的检测跳转到第一页1.3.11.3.1半导体二极管的结构半导体二极管的结构 在在PNPN结的结的P P区和区和N N区分别用引线引出，区分别用引线引出，P P区的引线称为阳极，区的引线称为阳极，N N区的引线称为阴区的引线称为阴极（或负极），将极（或负极），将PNPN结用外壳封装起来，结用外壳封装起来，便构成了晶体二极管，其结构和图形符便构成了晶体二极管，其结构和图形符号如图号如图1.61.6所示。二极管文字符号用字母所示。二极管文字符号用字母D D表示，图形符号中箭头所指的方向是正表示，图形符号中箭头所指的方向是正向导通的方向。向导通的方向。跳转到第一页图图1.6 二极管的结构和符号二极管的结构和符号跳转到第一页跳转到第一页跳转到第一页1.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性 我们利用如图我们利用如图1.81.8所示的二极管两所示的二极管两端的电压和流过二极管的电流的测试电端的电压和流过二极管的电流的测试电路，可以测试出半导体二极管的电压与路，可以测试出半导体二极管的电压与电流的关系，绘制成曲线如图电流的关系，绘制成曲线如图1.91.9所示。所示。该特性曲线我们叫做二极管的伏安特性该特性曲线我们叫做二极管的伏安特性曲线曲线跳转到第一页 当二极管的正极加高电位、负极加低电位时，我们称作二极管正向偏置，此时二极管就产生正向电流，但当正向电压较小时，外电场不足以克服结内电场对载流子扩散运动造成的阻力，这时正向电流很小，二极管呈现较大的电阻，通常称这个区域为死区。1.1.正向偏置时的特性正向偏置时的特性跳转到第一页 只有当正向电压达到一定数值后（此只有当正向电压达到一定数值后（此时的电压叫做阈电压或门限电压，数值的时的电压叫做阈电压或门限电压，数值的大小随管子的材料和温度的不同而不同，大小随管子的材料和温度的不同而不同，硅二极管约硅二极管约0.5V0.5V，锗二极管约，锗二极管约0.1V0.1V），内），内电场才被大大地削弱，二极管开始导通，电场才被大大地削弱，二极管开始导通，并且随着电压的增大，电流按指数规律很并且随着电压的增大，电流按指数规律很快的增大。正向电流开始急剧增大时所对快的增大。正向电流开始急剧增大时所对应的正向电压称为正向压降，应的正向电压称为正向压降，硅二极管约硅二极管约0.7V0.7V，锗二极管约，锗二极管约0.3V0.3V。跳转到第一页（a）正向特性曲线测试电路 图1.8 二极管伏安特性曲线测试电路 跳转到第一页（b）反向特性曲线测试电路 图1.8 二极管伏安特性曲线测试电路 跳转到第一页 图 1.9 二极管的伏安特性曲线 跳转到第一页 当外加电压使二极管的正极电位小于负极电当外加电压使二极管的正极电位小于负极电位时，我们称作二极管反向偏置。从图位时，我们称作二极管反向偏置。从图1.91.9第四第四象限可以看到，特性曲线分为两部分。第一部分：象限可以看到，特性曲线分为两部分。第一部分：锗管的反向漏电流有一定的数值，其大小与管子锗管的反向漏电流有一定的数值，其大小与管子的具体型号以及温度高低有关，图中所测到的漏的具体型号以及温度高低有关，图中所测到的漏电流约为电流约为1.0A1.0A。而硅管的漏电流几乎为零，。而硅管的漏电流几乎为零，一般可以不考虑。在常温条件下，反向电流很小，一般可以不考虑。在常温条件下，反向电流很小，一般小功率锗管为微安数量级，小功率硅管为纳一般小功率锗管为微安数量级，小功率硅管为纳安数量级。安数量级。2.反向偏置时的特性跳转到第一页 若温度升高后，反向电流会随着温度升高而增大若温度升高后，反向电流会随着温度升高而增大，这是因为原子热运动加剧，少数载流子增多的结，这是因为原子热运动加剧，少数载流子增多的结果。第二部分：当反向电压高于一定数值时，特性果。第二部分：当反向电压高于一定数值时，特性曲线几乎直线下降，这就是说当电压超过一定的数曲线几乎直线下降，这就是说当电压超过一定的数值时，二极管的反向电流将会急剧增大，这种情况值时，二极管的反向电流将会急剧增大，这种情况称为称为“击穿击穿”。特性曲线拐弯处的电压称为。特性曲线拐弯处的电压称为“击穿击穿电压电压”，图中用，图中用UzUz表示。表示。需要说明的是，击穿并不意味着二极管的损坏需要说明的是，击穿并不意味着二极管的损坏，这种情况称为这种情况称为“电击穿电击穿”，如稳压二极管就是工，如稳压二极管就是工作在反向击穿状态。如果电流过大就会烧坏二极管作在反向击穿状态。如果电流过大就会烧坏二极管，这种情况称为，这种情况称为“热击穿热击穿”。跳转到第一页1.3.3 二极管的主要参数二极管的主要参数 二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，还可以用一些数据来说明，这些数据就是还可以用一些数据来说明，这些数据就是二极管的参数，它反映了二极管性能的质二极管的参数，它反映了二极管性能的质量指标，工程上必须根据二极管的参数，量指标，工程上必须根据二极管的参数，合理地选择和使用管子，才能充分发挥每合理地选择和使用管子，才能充分发挥每个管子的作用。个管子的作用。跳转到第一页1 最大整流电流最大整流电流 IF 最大整流电流是指二极管长期工作在不损坏的最大整流电流是指二极管长期工作在不损坏的条件下，允许通过的最大正向平均电流。它同条件下，允许通过的最大正向平均电流。它同PNPN结结的面积和所用材料及散热条件有关。一般的面积和所用材料及散热条件有关。一般PNPN结的面结的面积越大，最大整流电流就越大。积越大，最大整流电流就越大。I IF F 的数值可以从半的数值可以从半导体器件手册中查到，一般点接触型二极管的导体器件手册中查到，一般点接触型二极管的I IF F 的的数值在几十毫安以下；而面接触型二极管的数值在几十毫安以下；而面接触型二极管的I IF F 的数的数值可达数百安培以上。二极管在工作时，工作电流值可达数百安培以上。二极管在工作时，工作电流应小于应小于I IF F ，否则二极管发热甚至烧坏。，否则二极管发热甚至烧坏。跳转到第一页2 最高反向电压最高反向电压URM 最高反向电压是确保二极管不被反向击穿的最最高反向电压是确保二极管不被反向击穿的最高反向工作电压，当加在二极管的反向电压增至某高反向工作电压，当加在二极管的反向电压增至某一数值时，反向电流剧增，出现击穿现象。一数值时，反向电流剧增，出现击穿现象。最高最高反向工作电压（峰值）通常是反向工作电压（峰值）通常是击穿电压的一半或三击穿电压的一半或三分之二分之二。般点接触型二极管的最高反向电压数值一。般点接触型二极管的最高反向电压数值一般在十伏以下；而面接触型二极管最高反向电压数般在十伏以下；而面接触型二极管最高反向电压数值可达数百伏值可达数百伏。跳转到第一页3 3最大反向电流最大反向电流IRM 最大反向电流是指给二极管加最高反最大反向电流是指给二极管加最高反向工作电压时的最大反向电流值。最大反向工作电压时的最大反向电流值。最大反向电流越小，说明单向导电性能越好，如向电流越小，说明单向导电性能越好，如果二极管的实际反向电流超过果二极管的实际反向电流超过I IRMRM过多，就过多，就可能引起二极管的损坏。可能引起二极管的损坏。跳转到第一页1 1稳压二极管稳压二极管 （1）稳压二极管的伏安特性）稳压二极管的伏安特性 稳压二极管工作于反向击穿区，在一定的反稳压二极管工作于反向击穿区，在一定的反向工作电流范围内稳压二极管不会损坏。稳压二向工作电流范围内稳压二极管不会损坏。稳压二极管使用特殊工艺制造的面接触型二极管，从外极管使用特殊工艺制造的面接触型二极管，从外观上看与普通二极管没有什么区别，稳压二极管观上看与普通二极管没有什么区别，稳压二极管的符号和伏安特性曲线，如图的符号和伏安特性曲线，如图1.10所示。所示。1.4 特殊二极管跳转到第一页图图 1.10 稳压管符号和伏安特性稳压管符号和伏安特性反向特性反向特性 正向特正向特性性 ZUZIZU跳转到第一页 稳压二极管特性曲线和普通二极管特稳压二极管特性曲线和普通二极管特性曲线比较，二者正向特性完全一样，但性曲线比较，二者正向特性完全一样，但普通二极管的反向电流随着反向电压的增普通二极管的反向电流随着反向电压的增加而逐渐增加，当达到击穿电压时，二极加而逐渐增加，当达到击穿电压时，二极管将击穿损坏。而稳压二极管的反向特性管将击穿损坏。而稳压二极管的反向特性，当反向电压小于击穿电压，当反向电压小于击穿电压UZ(UZ(此电压又此电压又称稳压电压称稳压电压)时，反向电流极小。但当反时，反向电流极小。但当反向电压增加到向电压增加到U UZ Z后，反向电流急剧增加。后，反向电流急剧增加。如图中如图中ABAB段，反向电流有很大的变化段，反向电流有很大的变化I IZ Z，只引起微小的电压变化，只引起微小的电压变化U UZ Z。跳转到第一页 利用这一特性可以实现稳压功能，而且特性利用这一特性可以实现稳压功能，而且特性曲线愈陡，稳压性能愈好。此时，稳压二极管处曲线愈陡，稳压性能愈好。此时，稳压二极管处于反向击穿状态，称为击穿区。因为采用了不同于反向击穿状态，称为击穿区。因为采用了不同于普通二极管的制造工艺，稳压二极管的这种击于普通二极管的制造工艺，稳压二极管的这种击穿是可逆的，即去掉外加电压之后，击穿即可恢穿是可逆的，即去掉外加电压之后，击穿即可恢复。当然其条件是功率损耗不能超过允许值，否复。当然其条件是功率损耗不能超过允许值，否则，稳压二极管也会造成不可逆击穿而损坏。为则，稳压二极管也会造成不可逆击穿而损坏。为此，稳压二极管必须串联一个适当的限流电阻后此，稳压二极管必须串联一个适当的限流电阻后再接入电源再接入电源跳转到第一页（2）稳压二极管的主要参数 1）稳压电压UZ：UZ是稳压二极管反向击穿后的稳定工作电压值，如稳压二极管2CW1的稳定电压是78.5V。由于制造工艺不易控制，同一型号的稳压二极管，稳定电压值也会有一定范围的差异。但对每一只管子来说，对应于一定的工作电流却有一个确定的稳定电压值。2）稳定电流IZ：IZ是工作电压等于稳定电压时的工作电流，是稳压二极管工作时的电流值。如上图8-12中A、B间是IZ正常的工作范围IZ，IZ不大，稳压作用有限。应用时不要超过最大耗散功率，IZ偏大，稳定性可以高一些，但功率消耗也大一些。3）最大耗散功率PM：PM定义为管子不致产生热击穿的最大功率损耗，即PM=UZIZM。根据PM和UZ可以推算出最大稳定电流IZM=PM/UZ。跳转到第一页2.2.发光二极管发光二极管 发光二极管(LightEmitingDiode)，简称LED，是一种固态PN结器件，常用砷化镓、磷化镓等制成，外型如图1.11所示。当PN结有正向电流流过时即可发光，它是直接把电能转换成光能的器件，没有热交换过程。其电路符号如图1.12所示。跳转到第一页 图1.11 发光二极管 跳转到第一页 图1.12 发光二极管电路符号 发光二极管可做成数字、字符显示器件。半导体数码管按其内部连接方式不同可分为共阴极和共阳极两种。发光二极管可发光二极管可做成家庭和公做成家庭和公共场所用的装共场所用的装饰灯带，还可饰灯带，还可作为光源器件作为光源器件将电信号变换将电信号变换成光信号。成光信号。
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