第一章 教案2(1.3-1.4)

*,模拟电子技术,多媒体课件,电子工程系,复 习,正向特性,反向特性,死区,电压,击穿电压,1.,本征半导体、,N,型半导体、,P,型半导体的特点,2.PN,结的形成及特性,3.PN,结的电流方程、伏安特性,构成,:,实质上就是一个,PN,结,PN,结,+,引线,+,管壳,1.3,（半导体）二极管,P,N,+,-,阳极,阴极,二极管的几种外形,特性：,单向导电性,一、二极管类型和结构,根据所用半导体材料的不同，二极管可分为硅管和锗管两类。大功率的整流元件一般均采用硅管。,根据用途的不同，二极管可分为普通管、整流管和开关管等。,1.,点接触型：图,(a),2.,面接触型：图,(b),3.,平面型：图,(c),锗管：多用于高频检波及小功率整流,硅管：多用于低频大电流整流,几种常见结构,硅管：多用于低频大电流整流或开关管,电路符号,二、二极管的伏安特性,1,、,二极管和,PN,结伏安特性的区别,3,、温度对二极管伏安特性的影响,正向电阻大,反向电流大,2,、硅管与锗管的比较,硅管：,U,on,0.5V,，,U,D,=(0.60.8)V,（,一般取,U,D,=0.7V,）,I,S,0.1,A,死,区电压,为什么？,死区电压（开启电压）,U,on,导通电压,U,D,锗管：,U,on,0.1V,，,U,D,=(0.10.3)V,（,一般取,U,D,=0.2V,），,I,S,几十,A,三、二极管的主要参数（,P1012,）,1,、最大整流电流,I,FM,：指平均值。要求,I,D(AV),I,FM,2,、最高反向工作电压,U,RM,：指最大值。要求,U,Rmax,U,RM,5,、反向电流,I,S,:,要求,I,S,6,、最高工作频率,f,M,好（,注意：,I,S,对温度十分敏感,）,3,、静态电阻,R,D,:,与静态值有关；,4,、动态电阻,r,D,:,与静态值有关；,4,、,理想二极管伏安特性,u,/V,i,/mA,死区电压（正向导通电压）视为,0,反向电流视为,0,1,、稳压二极管（简称稳压管）,稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。,稳压区：,反向击穿区,四、特殊二极管,稳压管的伏安特性,稳压管的主要参数（,P12P13,),（,1,）稳定电压,U,Z,（,2,）稳定电流,I,Z,（或,I,Zmin,),（,4,）额定功耗,P,ZM,（,5,）动态电阻,r,z,注意,（,3,）最大稳定电流,I,ZM,稳压管电路中必须要串联限流电阻！,【,例,】,如图所示，已知,U,Z,=6V,，,I,Zmin,5mA,，,I,Zmax,=25mA,，,R,L,600,。,求：,R,的取值范围。,【,解,】,由图,可知，,其中，,I,L,=,U,Z,/,R,L,=(6/600)A=10mA,所以,而,即限流电阻,R,的取值范围为,114,227,所以,自学,P13,例,1-3-1,2,、发光二极管,类型,可见光,不,可见光,激光,应用：显示电路,要想让,LED,发光，必须正向偏置；,正向电流要足够大。,LED,工作电压比普通二极管大，通常为,1.53V,，工作电流为,10mA,。,（,a,）外形,U,S,R,LED,伏安特性,无光照时，与普通二极管一样（反向电流称为暗电流）；,有光照时特性曲线下移。,（,a,）,在第三象限中，照度一定时，光电二极管可视为一恒流源,光电流,几十,A,时光电流光照,遥控、报警、光电传感器,（,b,）,在第四象限中呈光电池特性,3,、光电二极管,外形及表示符号,光电二极管原理电路,（,第一象限）,（,第三象限）,（,第四象限）,1,、整流电路,将大小和方向随时间变化的交流电压变成单一方向的、脉动的直流电压的过程称为整流。整流原理详见第,10,章。,1.4,二极管的应用电路,2,、检波电路,3,、限幅电路,4,、钳位电路,钳位电路的作用是将电路中某点的电位钳制在某一数值上。,将输出电压的幅值限制在一定数值范围之内的电路称为限幅器。它可以削去部分输入波形，以限制输出电压的幅度，因此，限幅器又称为削波器。,用在高频调制电路中，实现检波作用，利用的依旧是二极管的单向导电特性。详细原理在,高频电子线路,中学习。,习题讨论：二极管应用电路分析方法,定性分析：,判断二极管的工作状态,导通截止,判断方法：,将二极管断开，分析二极管两端电位,的高低或所加电压,U,D,的正负。,若,V,阳,V,阴,或,U,D,为正,(,正向偏置,),，二极管导通,若,V,阳,V,阴,二极管导通,若忽略管压降，二极管可看作短路，,U,AB,=,6V,否则，,U,AB,低于,6V,一个管压降，为,6.3,或,6.7V,例1：,取,B,点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,D,6V,12V,3k,B,A,U,AB,+,两个二极管的阴极接在一起,取,B,点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,V,1,阳,=,6 V,，,V,2,阳,=0 V,，,V,1,阴,=,V,2,阴,=,12 V,U,D1,=6V,，,U,D2,=12V,U,D2,U,D1,D,2,优先导通，,D,1,截止。,若忽略管压降，二极管可看作短路，,U,AB,=0 V,例2:,求：,U,AB,在这里，,D,2,起钳位作用，,D,1,起隔离作用,。,B,D,1,6V,12V,3k,A,D,2,U,AB,+,u,i,8V,，,二极管导通，可看作短路,u,o,=8V,u,i,8V,，,二极管截止，可看作开路,u,o,=,u,i,已知：,二极管是理想的，试画出,u,o,波形。,8V,例,3,：,u,i,18V,参考点,二极管阴极电位为,8 V,D,8V,R,u,o,u,i,+,+,VD,1,VD,2,R,+,-,u,i,u,o,+,-,U,S1,U,S2,【,例,1-4-1】,如图所示电路，设输入电压,，,U,S1,U,S2,5V,，,V,D1,和,V,D2,均为硅管，其正向导通电压降,U,VD,0.7V,。试画出输出电压,u,o,的波形。,u,o,/V,t,5.7,-5.7,10,-10,u,i,该电路是一个简单的并联双限限幅器。其中，由,R,、,VD1,和,U,S1,构成了上限限幅器；由,R,、,VD2,和,U,S2,构成了下限限幅器。,1,、二极管的结构、类型、伏安特性及相关参数；,2,、稳压二极管的特性、相关参数；,3,、二极管应用电路分析方法。,本章常见题型：,1,、半导体基础知识正确性的判断；,2,、电子电路中二极管、稳压二极管工作状态的判断；,3,、二极管应用电路的分析计算。,小结,课堂讨论：,1-1,，,1-2,，,1-3,，,1-8,作业：,1-4,，,1-6,，,1-9,