晶体二极管的结构、特性

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1、课程名称电 子技 术基 础课 次内 容 名 称审批签字1晶体二极管的结构、特性授课方法讲 授授课时数2 教学目的和要求1、 了解半导体的基本知识；2、 了解晶体管的结构、分类及主要注意参数；3、 理解晶体二极管的伏安特性；4、 理解特殊二极管的工作原理及使用时注意事项。教学重点晶体二极管的伏安特性教学难点特殊二极管的工作原理及使用时注意事项复习提问无课后作业习题册教 学 过 程 引入：用半导体材料制成的半导体器件是20世纪中叶发展起来的新型电子器件。由于它具有体积小、质量轻、工作可靠、使用寿命长、耗电量小等优点，因而在电子技术中广泛应用。本次课我们主要学习半导体二极管的相关知识。一、 半导体的

2、基本知识（一）半导体的基本概念 1、什么是半导体 物质按到点能力强弱不同可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。 2、半导体的导电特性 （1）热敏特性 （2）光敏特性 （3）掺杂特性 3、杂质半导体 纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力很弱，利用半导体的掺杂特性，可制成N型和P型两种杂质半导体。（二）PN结及其单向导电性 1、PN结PN结把P型半导体和N型半导体用特殊的工艺使其结合在一起，就会在交界处形成一个特殊薄层，该薄层称为“PN结”。 2、PN结的单向导电性 （1）PN结加正向电压，PN结导通。 （2）PN结加反向电压，PN结截止。 结论：PN结加正向

3、电压导通，加反向电压截止，这就是PN结的“单向导电性”。二、 半导体二极管（一）二极管的结构、符号和分类1、 结构和符号 半导体二极管又叫晶体二极管，简称二极管，它的内部是由一个PN结构成，外部引出两个电极，从P区引出的电极为二极管的正极，又叫阳极；从N区引出的电极为二极管的负极，又叫阴极。正极（阳极）负极（阴极）V电流方向正极（阳极）负极（阴极）外壳 二极管有一个PN结、两个电极，其主要特性是单向导电性。文字符号用V表示。图形符号中箭头的方向表示二极管正向导通时电流的方向，正常工作时电流由正极流向负极。图形符号结构图 2、 类型分类方法种类说 明按材料不同分硅二极管硅材料二极管，常用二极管锗

4、二极管锗材料二极管按用途不同分普通二极管常用二极管整流二极管主要用于整流稳压二极管常用于直流电源开关二极管专门用于开关的二极管，常用于数字电路发光二极管能发出可见光，常用于指示信号光电二极管对光有敏感作用的二极管变容二极管常用于高频电路按外壳封装的材料不同分玻璃封装二极管检波二极管采用这种封装材料塑料封装二极管大量使用的二极管采用这种封装材料金属封装二极管大功率整流二极管采用这种封装材料（二）二极管的伏安特性 为了直观地说明二极管的性质，通常使用二极管两端的电压与通过二极管的电流之间的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线。二极管加正向电压二极管加反向电压IUUI 位于第一象限的曲线表示二极管的正向

5、特性，位于第三象限的曲线表示二极管的反向特性。硅管锗管死区导通区截止区反向击穿区 当二极管加正向电压时并不一定能导通，必须是正向电压达到和超过死区电压时，二极管才能导通。 当二极管加反向电压时不能导通，但反向电压达到反向击穿电压（很高的反向电压）时，二极管会反向击穿。 1、 正向特性所谓正向特性是指给二极管加正向电压（二极管正极接高电位，负极接低电位）时的特性。当正向电压小于某一数值（该电压称为“死区电压”，硅管为0.5V，锗管为0.2V）时，通过二极管的电流很小，几乎为零。当正向电压超过死区电压时，电流随电压的升高而明显增加，此时二极管进入导通状态。二极管导通后，二极管两端的电压几乎不随电流

6、的变化而变化，此时二极管两端的电压称为导通管压降，用UT表示，硅管为0.7V，锗管为0.3V。2、 反向特性所谓反向特征是指给二极管加反向电压（二极管正极接低电位，负极接高电位）时的特性。当反向电压小于某值（此电压称为反向击穿电压UBR）时，反向电流很小，并且几乎不随反向电压而变化，该反向电流叫反向饱和电流，简称“反向电流”，用IR表示。通常硅管的反向电流在几十微安以下，锗管的反向电流可达几百微安。在应用时，反向电流越小，二极管的热稳定性越好，质量越高。当反向电压增加到反向击穿电压UBR时，反向电流会急剧增大，这种现象称为“反向击穿”。反向击穿破坏了二极管的单向导电性，如果没有限流措施，二极管

7、很可能因电流过大而损坏。无论硅管还是锗管，即使工作在最大允许电流下，二极管两端的电压降一般也都在0.7V以下，这是由二极管的特殊结构所决定的。所以，在使用二极管时，电路中应该串联限流电阻，以免因电流过大而损坏二极管。不同材料、不同结构的二极管电压、电流特征曲线虽有区别，但形状基本相似，都不是直线，故二极管是非线性元件。三、其他二极管1、发光二极管（LED）（1）作用：将电能转换成光能的半导体器件（2）工作电压：正向电压（3）符号：（4）应用：广泛应用于仪表、仪器，计算机、电气设备作电源信号指示；音响设备调谐和电平指示；广告显示屏的文字、图形、符号显示等。2、光电二极管又叫光敏二极管（1）作用：它能将光信号转化为电信号（2）工作电压：反向电压（3）符号：（4）应用：常用于可见光接收、红外光接收及光电转换的自动控制、报警、计数等设备。3、变容二极管（1）作用：PN结电容随反向电压的变化而变化（2）工作电压：反向电压（3）符号：（4）应用：变容二极管常用在高频电路中。例如：用在高频收音机的自动频率控制电路中，通过改变其反向偏置电压来自动调节本机振荡频率。用在电视机电调谐高频头的调谐电路中，通过改变反向偏置电压来选择电视频道。小结、作业通过本次课的学习，要求学生了解半导体的基本知识、晶体管的结构，理解晶体二极管的伏安特性、二极管的工作原理及使用时注意事项。完成习题册上的练习题。