第三章第二节半导体二极管及其应用电路.pptVIP

二、重点掌握伏安特性 * 半 导 体 二 极 管 半导体二极管的结构和类型 二极管的伏安特性曲线 二极管的主要参数 二极管的等效电路及应用 稳压二极管 第三章 半导体二极管是由一个PN结及它所在的 半导体再加上电极引线和管壳构成。 结构 类型 按材料分类 按结构分类 按用途分类 硅管，锗管 点接触型 普通二极管，整流二极管，开关二极管，稳压二极管等 面接触型 硅平面型 第二节 阳极 阴极 金属支架 正极引线 负极引线 金锑合金 P型硅 铝合金小球 N型硅片 阳极引线 阴极引线 N型锗片 金属触丝 管壳 二氧化硅保护层 负极引线 阳极引线 N型硅 P型硅 第二节 阳极 阴极 第二节 面接触型二极管特点：结面积大、结电容大，允许通过较大的电流，适用于低频整流。 硅平面型二极管特点：结面积大的可用于大功率整流；结面积小的，结电容大，适用于脉冲数字电路，作为开关管使用。 点接触型二极管特点：结面积小，因此结电容小，允许通 过的电流也小，适用于高频电路的检波或小电流的整流。 第二节 mA V RW V R D mA V RW V R D 伏安特性方程： 第二节 OD段称为正向特性。 OC段，正向电压较小，正向电流非常小，只有当正向电压超过某一数值时，才有明显的正向电流，这个电压称为死区电压，亦称开启电压。 CD段，当正向电压大于死区电压后，正向电流近似以指数规律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。 1 正向特性 第二节 A D C B iD uD O UBR A D C B iD uD o UBR OB段称为反向特性。这时二极管加反向电压，反向电流很小。 当温度升高时，半导体中本征激发增加，是少数载流子增多，故反向电流增大，特性曲线向下降。 3 反向击穿特性 BA段称为反向击穿特性 当二极管外加反向电压大于一定数值时，反向电流突然剧增，称为二极管反向击穿。 2 反向特性 第二节 iD o uD 20 40 60 80 100 (mA) (v) -40 -80 -0.1 -0.2 0.4 0.8 ~ 第二节 iD o uD -200 -100 20 40 60 80 100 -10 -30 -20 75℃ 20℃ (mA) (v) (μA) 1 2 几十 0.2~0.5 ≈0.1 锗（Ge） 0.1 0.6~1 ≈0.5 硅（Si） 反向饱和电流（μA） 导通电压（V） 开启电压（V） 材料 二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时， 正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移。 硅管0.5V,锗管0.1V。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降 外加电压＞死区电压二极管才能导通。 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 正向特性 反向特性 特点：非线性 硅0.6~0.8V锗0.1~0.3V U I 死区电压 P N + – P N – + 反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。 参数 对器件性能的定量描述 器件使用的极限条件 两大类 半导体 二极管 的主要 参数 最大整流电流IF 最大反向工作电压UR 反向电流IR 最大工作频率fM 第二节 二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。 管子使用时允许加的最大反向电压。 二极管未发生击穿时的反向电流值。 二极管单向导电作用开始明显退化时的交流信号的频率。 为简化分析计算，在一定的条件下可以近似用某些线性电路来等效实际的二极管。 （一）理想二极管等效电路 当外加正向电压时，二极 管导通，正向压降uD=0, 相当于开关闭合； iD uD 0 D 特性曲线的近似 等效电路 第二节 当外加反向电压时，二极管截止，反向电流IR=0，相当于开关断开。 (二）考虑正向压降的等效电路 D K UD 在二极管充分导通且工作电流不是很大时，可以近似认为UD为常数，用一个直流电压源UD来等效正向导通的二极管。 当外加正向电压大于UD时，二极管导通， 开关闭合，二极管两端压降为UD；当外加 电压小于UD时，二极管截止，开关断开。 特性曲线的近似 等效电路 第二节 iD uD UD 0 （三）二极管电路的分析方法 分析方法 图解法 计算分析法 第二节 二极管具有单向导电性，利用它可以进行 四个二极管D1~D4结成电桥形式 D1 D2 D3 D4 RL A B u0 + - + - u 交流电到直流电的转换。 第二节 当交流电源u0时，二极管D1、D3导通，相当于开关闭合；D2、D4截止；相当于开关断开。 D1 D4 D2 D3 + - A B + - u0 RL u 第二节 u0时 当u0时，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。 D1 D2 D4 D3 A B u0 RL + - - +