半导体二极管及其基本电路详解.ppt

前言 在电子电路中经常用到半导体二极管，它在许多电路中起着重要的作用，是诞生最早的半导体器件之一，其应用非常广泛。常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。 5.1 二极管的单向导电性 P148 半导体材料 按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和半导体。在电子器件中，常用的半导体材料主要有硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质而发生显著变化。 3、半导体二极管 半导体二极管是由ＰＮ结加上引线和管壳构成的。 整流二极管 一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。 稳压二极管 此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。 发光二极管 是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。 光电二极管 光电二极管和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。 当晶体二极管的?PN?结导通后，则参加导电的是（??）。????A．少数载流子 ?? ????B．多数载流子 ?? ??? C．既有少数载流子又有多数载流子 PN 结具有_________性能，即：加_____电压时?PN?结导通；加_____电压时?PN?结截止。 5、二极管的伏安特性 （1）正向特性 硅管的导通压降为0.6-0.7V, 锗管的导通压降为0.2-0.3V。 （2）反向特性 6、二极管的参数 当晶体二极管导通后，则硅二极管的正向压降_____为V，锗二极管的正向压降______为V 将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表笔接触处为负极，红表笔接触处为正极。 ㈠ 判别二极管的正负极性 2、二极管的简单测试 实践技能（拓宽） ㈡ 判别二极管的质量好坏 (3)若正向电阻约几千欧姆，反向电阻非常大，二极管正常。 (2)若正反向电阻均非常大，二极管开路。 (1)若正反向电阻均为零，二极管短路； 当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。 电击穿 热击穿 （3）反向击穿特性 (1) 最大整流电流IF—— 二极管长期运行时，允 许通过的最大正向平均 电流。 实际应用时，流过二极管的平均电流不能超过此值。 (2) 反向击穿电压VBR——— 和最大反向工作电压VRM 二极管反向击穿时 对应的电压值称为反 向击穿电压VBR。 为安全计，在实际 工作时，最大反向工作电压 VRM一般只按反向击穿电压 VBR的一半计算。 * * 图2.1.1硅和锗的原子结构简化模型 硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构 半导体的共价键结构 (1) P型半导体 (2) N型半导体 1、杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 5.1.1 二极管的结构特性 (1) P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。 P型半导体中空穴是多数载流子，主要由掺杂形成； 电子是少数载流子，由热激发形成。 图 2.1. 5 P型半导体的共价键结构 (2）N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成 N型半导体,也称电子型半导体。 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由 杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 图 2.1.6 N型半导体共价键结构 将P型半导体和N型半导体使用特殊工艺连在一起，形成PN结。 PN结是各种半导体器件的核心。 因浓度差 ? 多子的扩散运