绪论和二极管剖析.ppt

与普通二极管比较 相同点： 1.正向、反向特性相同； 不同点（反向击穿特性）： 1.稳压二极管比较陡； 2.UBRUZ。 例： 已知：UZ1=5V，UZ2 =6V， 求：UI=+15V，-15V，-8V 时的Uo。 作业：1-3,1-9,1-10,1-11，1-22 奇数周的周一交作业。 二、杂质半导体 1 定义： 按掺杂的不同分为P型(Positive--空穴型)和 N型(Negative--电子型)两种杂质半导体。 （1）P型半导体 （掺入少量杂质的半导体） 在本征半导体中掺入微量的三价元素(硼) 受主杂质: 多数载流子 — 多子 少数载流子 — 少子 三价杂质原子在电离中接受了一个电子 在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。 结论 空穴浓度远大于电子浓度 （2）N型半导体 施主杂质 磷原子丢失一个电子时就变成了带正电的正离子 电子的浓度远远大于空穴的浓度。 结论：在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子。 在本征半导体中掺入微量的五价元素 三、PN结 1 PN结的形成 浓度差 空间电荷区 （内电场） 少子的漂移运动 动态平衡 稳定的空间电荷区 多子的扩散运动 P N 2 PN结 在P型和N型半导体交界面出形成的空间电荷区。 耗尽区、阻挡层、势垒层 几微米~几十微米 内电场的电势差：Si 0.5~0.7V Ge 0.1~0.3V 电中性 3 PN结的特点：单向导电性 （1）外加正向电压(正偏置)—PN结导通 PN 结正偏 PN 结正向导通 外电场与内电场方向相反 利于扩散 扩散 漂移 PN 结变窄 外部电源不断提供电荷 产生较大的扩散电流 I 克服内电场，呈现低阻性，电流大。 （2）外加反向电压(反偏置)—PN结截止 PN 结反偏 PN 结反向截止 外电场与内电场方向相同 利于漂移 漂移 扩散 PN 结变厚 外部电源不断提供电荷 产生较小的反向电流 I 呈现高阻性，电流小，基本饱和。 克服内电场，呈现低阻性，电流大。 PN结正偏导通；反偏截止， 这种性质称PN结的单向导电性。 结论： 3 PN结的电容效应(了解) 势垒电容+扩散电容 第二节 半导体二极管 一、二极管的结构 按PN结分 点接触 面接触 按材料分 硅管 锗管 按用途分 普通管 整流管 D Diode 二、二极管的伏安特性曲线及电流方程式 1.二极管的电流方程式 常温下，UT = 26 mV 反向饱和电流 温度 电压当量 加正向电压时 加反向电压时 当 时 2 伏安特性曲线 二极管的伏安特性 iD = 0 Uon = 0.5~0.7 V 0.1~0.3 V (硅管) (锗管) 0 ? U ? Uon Uon ：开启电压或死区电压 (1).正向特性 U DQ? Uon UDQ = (0.6 ? 0.8) V 硅管取 0.7 V (0.1 ? 0.3) V 锗管取 0.2 V 工作电压 二极管的伏安特性 U(BR) ? U ? 0 iD = IS 0.1?A(硅) 几十?A(锗) U U(BR) PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时反向电流急剧增大 (反向击穿) (2).反向特性 三、环境温度对伏安特性曲线的影响 当温度升高时，正向特性曲线左移。 反向饱和特性曲线下移。 其变化规律为 温度升高时，Uon减小，Is增大 四、二极管的主要参数 1 最大整流电流 3 最大反向工作电压 4 反向电流 ： 值越小越好 5 最高工作频率 ：决定于结电容的大小 　　二极管长时间工作时，允许流过的最大正向电流的平均值。 　　二极管正常使用时允许加的最高反向电压。 　　使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。 　　一般取反向击穿电压的一半。 2 反向击穿电压 1.理想二极管 理想二极管的死区电压和正向电压降都等于零，反向电流也等于零，理想二极管在电路中相当于一个开关元件 。 五、二极管的等效分析 D—非线性器件 2 考虑正向压降 时的等效电路 近似分析中最常用 导通时UD＝Uon 截止时IS＝0 (1) 二极管的直流电阻与交流电阻 （a）直流电阻 与Q点位置有关 3 微变等效电路 (1) 二极管的直流电阻与交流电阻 （b）交流电阻 过Q点切线斜率倒数 3 微变等效电路 （2）微变等效电路 在直流电压的基础上 叠加交流小信号， 二极管可以等效成一个电阻 分析二极管只考虑它的单向导电性－即利用等效电路进行分析。 前2种最常用，第3种几乎不用。 当外电压远远大于内电场（10倍以上），常利用第一种方法考虑； 当外电压大于内电场（但非远远大于）