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1、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、二极管的组成一、二极管的组成将将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。结封装，引出两个电极，就构成了二极管。点接触型：点接触型：结面积小，结电容小结面积小，结电容小故结允许的电流小故结允许的电流小最高任务频率高最高任务频率高面接触型：面接触型：结面积大，结电容大结面积大，结电容大故结允许的电流大故结允许的电流大最高任务频率低最高任务频率低平面型：平面型：结面积可小、可大结面积可小、可大小的任务频率高小的任务频率高大的结允许的电流大大的结允许的电流大 二、二极管的伏安
2、特性及电流方程二、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二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性材料材料开启电压开启电压导通电压导通电压反向饱和电流反向饱和电流硅硅Si0.5V0.50.8V1A以下锗锗Ge0.1V0.10.3V几十A)(ufi 开启开启电压电压反向饱反向饱和电流和电流击穿击穿电压电压mV)26()1e(TSTUIiUu常温下温度的温度的电压当量电压当量从二极管的伏安特性可以反映出：从二极管的伏安特性可以反映出：1.单导游电性单导游电性。，则若反向电压；，则若正向电压STSTTeIiUuIiUuUu)1e(TSUuIi2.伏安特性受温度影响伏安特性
3、受温度影响T在电流不变情况下管压降在电流不变情况下管压降u 反向饱和电流反向饱和电流IS，U(BR)T正向特性左移，反向特性下移正向特性左移，反向特性下移正向特性为正向特性为指数曲线指数曲线反向特性为横轴的平行线反向特性为横轴的平行线三、二极管的等效电路三、二极管的等效电路 1.1.将伏安特性折线化将伏安特性折线化理想理想二极管二极管近似分析近似分析中最常用中最常用理想开关理想开关导通时导通时 UD0截止时截止时IS0导通时导通时UDUon截止时截止时IS0导通时导通时i与与u成成线性关系线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！应根据不同情况选择不同的等效电路！三、二极管的等效电路三、二极管
4、的等效电路DTDDdIUiur根据电流方程，Q越高，越高，rd越小。越小。当二极管在静态根底上有一动态信号作用时，那么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时直流电源作用时直流电源作用小信号作用小信号作用静态电流静态电流2.微变等效电路微变等效电路四、二极管的主要参数四、二极管的主要参数 最大整流电流最大整流电流IF：最大平均值：最大平均值 最大反向任务电压最大反向任务电压UR：最大瞬时值：最大瞬时值 反向电流反向电流 IR：即：即IS 最高任务频率最高任务频率fM：因：因PN结有电容效应结有电容效应结电容为分散电容结电容为分散电容Cd与势垒电容与势垒电容Cb之和
5、。之和。分散路程中分散路程中电荷的积累电荷的积累与释放与释放空间电荷区空间电荷区宽窄的变化宽窄的变化有电荷的积有电荷的积累与释放累与释放五、稳压二极管五、稳压二极管1.伏安特性伏安特性进入稳压区的最小电流进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大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根本不变，为稳定电压。2.主要参数主要参数稳定电压稳定电压UZ、稳定电流、稳定电流IZ最大功耗最大功耗PZM IZM UZ动态电阻动态电阻rzUZ/IZ六、其它类型二极管六、其它类型二极管 一一.发光二极管发光二极管 发光二极管包括可见发光二极管包括可见光光,不可见光不可见光,激光
6、等不同激光等不同的类型的类型,这里只对可见光发这里只对可见光发光二极管做一简单引见光二极管做一简单引见 发光二极管的发光发光二极管的发光颜色决议于所用资料颜色决议于所用资料,目前目前有红有红,绿绿,黄黄,橙等色橙等色,可以制可以制成各种外形成各种外形,如长方型如长方型,圆圆形形见图见图(a)所示所示等等.图图(b)所示为发光二极管的符号所示为发光二极管的符号.图1.2.12 发光二极管二二.光电二极管光电二极管 光电二极管是远红外线接光电二极管是远红外线接受管受管,是一种光能与电能是一种光能与电能进展转换的器件进展转换的器件.它的几它的几种常见外形如图种常见外形如图1.2.13(a)所示所示,
7、符号见图符号见图(b)图图1.2.14(a)所示为光电二所示为光电二极管的伏安特性极管的伏安特性.在无光在无光照时照时,与普通二极管一样与普通二极管一样,具有单导游电性具有单导游电性.有光照有光照时时,特性曲线下移特性曲线下移,它们分它们分布在第三布在第三,四象限内四象限内.图1.2.13 光电二极管的外形和符号图1.2.14 光电二极管的伏安特性特性曲线在第四象限时呈光电池特性 图(b).(c).(d).所示分别是光电二极管任务在特性曲线的第一,三,四象限时原理电路.除上述特殊二极管外,还有利用PN结势垒电容制成的变容二极管.例1.2.3见右图图1.2.15 例图1.2.3 电路图讨论1 判别电路中二极管的任务形状，求解输出电压。判别二极管任务形状的方法？判别二极管任务形状的方法？讨论讨论2 2 电路如下图，知电路如下图，知uiui5sint(V)5sint(V)，二，二极管导通电压极管导通电压UDUD0.7V0.7V。试画出。试画出uiui与与uOuO的波形，并标出幅值。的波形，并标出幅值。
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