模拟电子技术基础(张凤凌主编)第二讲二极管讲解.ppt

小结： 1.2.4 二极管的等效电路 小结： * N型半导体 在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）。 N型半导体中，自由电子为多子，空穴为少子，主要靠自由电子导电；杂质原子称为施主原子。 内容回顾 本征半导体中的两种载流子：自由电子和空穴 P型半导体 在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）。 P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电；杂质原子称为受主原子。 内容回顾 PN结的形成 空间电荷区中，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，达到动态平衡，形成PN结。 空间电荷区又称耗尽层。 内容回顾 二、PN结的单向导电性 PN结外加正向电压 外加正向电压是指P端加正电压，N端加负电压，也称正向接法或正向偏置。 外电场使扩散运动加剧，漂移运动减弱，空间电荷区变窄。 由于电源的作用，扩散运动将源源不断的进行，从而形成正向电流，PN结导通。 2. PN结外加反向电压 外加反向电压是指N端加正电压，P端加负电压，也称反向接法或反向偏置。 外电场使漂移运动加剧，扩散运动减弱，空间电荷区变宽。 形成反向电流，也称漂移电流。 反向电流非常小，在近似分析中忽略不计，认为PN结处于截止状态。 三、PN结的伏安特性 PN结的电流方程为 Is:反向饱和电流 q:电子电量 k:玻尔兹曼常数 常温下，即T=300K时，UT≈26mV 反向击穿： 齐纳击穿 雪崩击穿 正向特性 反向特性 2、扩散电容Cd 扩散区内电荷的积累和释放过程所形成的等效电容称为扩散电容。 PN结的结电容 PN结的结电容很小，只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。 四、PN结的电容效应 1、势垒电容：当PN结外加电压变化时，耗尽层宽窄变化所等效的电容。用Cb 表示。 理解下列概念： 自由电子、空穴、多子、少子、扩散运动、漂移运动、PN结、空间电荷区（耗尽层）。 掌握PN结的单向导电性。 1.2 半导体二极管 将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管。由P区引出的电极为阳极，由N区引出的电极为阴极。 1.2.1 半导体二极管的符号 图形符号 文字符号 D A K 1.2.2 二极管的伏安特性 开启电压：使二极管开始导通的临界电压 环境温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线下移。在室温附近,温度每升高1°C,正向压降减小2~2.5mV;温度每升高10°C，反向电流约增大1倍。二极管的特性对温度很敏感。 Si : 0.5V Ge : 0.1V 导通压降： Si : 0.6~0.8V 一般取0.7V Ge : 0.1~0.3V 一般取0.2V 1.2.3 二极管的主要参数 1.最大整流电流IF 二极管长期运行时允许通过的最大平均电流，其值与PN结面积及外部散热条件等有关。在规定散热条件下，二极管正向电流若超过此值，则将因结温升过高而损坏。 2.最高反向工作电压UR 二极管工作时允许加的最大反向电压，超过此值时，二极管有可能因反向击穿而损坏。 3.反向电流IR 二极管未击穿时的反向电流。其值越小，二极管的单向导电性越好， IR对温度非常敏感。 4.最高工作频率FM 二极管工作的上限频率。超过此值时，二极管不在具有单向导电性。 理想 二极管 近似分析中最常用 理想开关 导通时 UD＝0截止时IS＝0 导通时UD＝Uon 截止时IS＝0 导通时i与u成线性关系 应根据不同情况选择不同的等效电路！ 一、由伏安特性折线化得到的等效电路 二、二极管的微变等效电路 该等效电路适用于仅考虑微小变化量的情况。 例1 电路如图所示，二极管的导通电压UD约为0.7V。试分别计算开关断开和闭合时输出电压的数值。 1）假设二极管截止，计算uA、uK。 2）若uA-uK0.7V,则二极管截止；若uA-uK0.7V,则二极管导通，UD=0.7V。 步骤： 例1 电路如图所示，二极管的导通电压UD约为0.7V。试分别计算开关断开和闭合时输出电压的数值。 解：当开关断开时，二极管导通，故输出电压为 当开关闭合时，二极管截止，故输出电压为 例2 电路如图所示，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。 例3 电路如图所示，已知ui＝5sinωt (V)，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出ui与uO