模拟电子技术基础课件第3讲半导体二极管.ppt

第三讲 半导体二极管 一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管 一、二极管的组成 将 PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。 点接触型： 结面积小，结电容小 故结允许的电流小 最高工作频率高 面接触型： 结面积大，结电容大 故结允许的电流大 最高工作频率低 平面型： 结面积可小、可大 小的工作频率高 大的结允许的电流大 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伏安特性 材料 开启电压 导通电压 反向饱和电流 硅 Si 0.5V 0.50.8V 1A以下 锗 Ge 0.1V 0.10.3V 几十 A )(ufi 开启 电压 反向饱和电流 击穿 电压 m V )26( )1e( TS T UIi U u 常温下 温度的 电压当量 从二极管的伏安特性可以反映出： 1. 单向导电性 。，则若反向电压 ；，则若正向电压 ST ST Te IiUu IiUu U u )1e( TS U u Ii 2. 伏安特性受温度影响 T（ ） 在电流不变情况下管压降 u 反向饱和电流 IS， U(BR) T（ ） 正向特性左移 ，反向特性下移 正向特性为 指数曲线 反向特性为横轴的平行线 三、二极管的等效电路 1. 将伏安特性折线化 理想 二极管 近似分析 中最常用 理想开关 导通时 UD 0 截止时 IS 0 导通时 UD Uon 截止时 IS 0 导通时 i与 u成 线性关系 应根据不同情况选择不同的等效电路！ 三、二极管的等效电路 D T D D d I U i ur 根据电流方程， Q越高， r d越小。 当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。 ui=0时直流电源作用 小信号作用 静态电流 2. 微变等效电路 四、二极管的主要参数 最大整流电流 IF：最大平均值 最大反向工作电压 UR：最大瞬时值 反向电流 IR：即 IS 最高工作频率 fM：因 PN结有电容效应 结电容为扩散电容（ Cd）与势垒电容（ Cb）之和。 扩散路程中 电荷的积累 与释放 空间电荷区 宽窄的变化 有电荷的积 累与释放 五、稳压二极管 1. 伏安特性 进入稳压区的最小电流 不至于损坏的最大电流 由一个 PN结组 成，反向击穿后 在一定的电流范 围内端电压基本 不变，为稳定电 压。 2. 主要参数 稳定电压 UZ、稳定电流 IZ 最大功耗 PZM IZM UZ 动态电阻 rz UZ /IZ 讨论一 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？ 讨论二 1. V 2V、 5V、 10V时二极管中 的直流电流各为多少？ 2. 若输入电压的有效值为 5mV， 则上述各种情况下二极管中的交 流电流各为多少？ V 较小时应实测伏安 特性，用图解法求 ID。 Q ID V 5V时， mA5.21A) 200 0. 75 ( D D R UV I V=10V时， mA50A) 200 10( D R VI DQ T D D d I U i ur uD=V-iR 清华大学 华成英 讨论二 V 2V， ID2.6mA d i d DQ T D D d r UI I U i ur ， 0.5 m AmA)105(10)6.226( dd Ir ， V 5V， ID 21.5mA 4. 1m AmA)21.1 5(21.1)5.21 26( dd Ir ， V 10V， ID 50mA 9.6m AmA)52.0 5(52.0)5026( dd Ir ， 在伏安特性上， Q点越高，二极管的动态电阻越小！