第14章二极管和晶体管概述.ppt

14.3 二极管 14.4 稳压二极管 PN结反向偏置 － － － － + + + + 内电场 外电场 变厚 N P + _ 内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强。 但少子数量有限，只能形成较小的反向电流，PN结呈现高阻性 I反 在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。 R E PN结反向偏置 PN结的单向导电性 正向特性 反向特性 归纳 ◆ ◆ P（+），N（-），外电场削弱内电场，结导通，I正大； I的大小与外加电压有关； P（-），N（+），外电场增强内电场，结不通，I反很小； I反的大小与少子的数量有关，与温度有关； PN结呈现低电阻，称为“正向导通” PN结呈现高电阻，称为“反向截止” 扩散运动 漂移运动 扩散运动 漂移运动 一、 基本结构 二、 伏安特性 三、 主要参数 四、 应用举例 小功率二极管 大功率二极管 稳压 二极管 发光 二极管 PN结 + 引线 + 封装 = 二极管。 P N 阳极 阴极 D 14.3 二极管 一、 基本结构 二极管结构类型 (1) 点接触型二极管— PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 (2) 面接触型二极管— (3) 平面型二极管— PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 PN 结面积可大可小，用于集成电路制造工艺中。 二、 伏安特性 U I 死区电压 硅管0.5V,锗管0.1V。 导通压降: 硅管0.6~0.8V,锗管0.2~0.3V。 反向击穿电压UBR 正向特性： E D I 反向特性： E D I反 U死区电压，不通；U死区电压，导通；U??I? I反很小，与温度有关；U?击穿电压，击穿导通；?I? ? 使用时应加限流电阻。 U（BR）=几十伏 u i U(BR) 0 Uon IS 20℃ 开启电压 反向饱和电流 击穿电压 几十μA 0.2~0.3V （计算时取0.2V） 0.1V 锗Ge 1μA以下 0.6~0.8V (计算时取0.7V） 0.5V 硅Si 反向饱和电流 导通电压 开启电压 材料 二、 伏安特性 温度对二极管伏安特性的影响 0 u i U(BR) Uon IS 20℃ 80 ℃ 温度增加，Uon减小，IS增加。正向曲线左移，反向曲线下移。 T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ 三、 主要参数 1.最大整流电流 IOM 2.最大反向工作电压URM 二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 二极管正常工作时允许承受的最大反向工作电压。手册上给出的最高反向工作电压URM一般是UBR的一半或三分之二。 3. 最大反向电流 IRM 指二极管加最大反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。 定性分析：判断二极管的工作状态 导通截止 对于实际二极管，正向管压降 硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。 四、 应用举例 U 0，D导通；UD=0，I取决于外电路；相当于一个闭合的开关 E D I UD E I U U ?0，D截止；I=0， UD（负值）取决于外电路；相当于一个断开的开关 E D I反 UD E I反 U 理想二极管 二极管的应用举例 电路如图示：已知E=5V， ui=10sin?t V R D E ui uO 解： 当D的阳极电位高于阴极电位时，D导通，将D作为一短路线； 当D的阳极电位低于阴极电位，D截止，将D作为一断开的开关； 将二极管看成理想二极管 ui ? t uO ? t 10V 5V 5V 削波 例1 求： uO的波形 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。 R RL ui uR uo t t t ui uR uo 设?=RC ?? tp，求uo的波形 tp 例2 检波 电路如图示：已知 VA=3V VB=0V 求：VF=？ 解： 此类电路的分析方法： 将二极管看成理想二极管。 当几个二极管共阳极或共阴极连接时，承受正向电压高的二极管先导通。 DB通， VF=0V R DA A DB B +12V F 钳位 隔离 例3 二极管的用途： 整流、检波、限幅、钳位、开关、 元件保护、温度补偿等。 DA承受反向压降 本征半导体的导电机理 本征半导体中存在数量相等的两