第二讲、半导体二极管.ppt

1.2半导体二极管 在ＰＮ结的外面装上管壳,再引出两个电极，就做成了一个二极管。其中阳极从Ｐ区引出，阴极从Ｎ区引出。下图为二极管的图形符号。 二、二极管的温度特性 半导体具有热敏性， 而电子电路又不可避免地要受到外界温度及电路本身发热的影响。 正向特性中， 对于同一电流， 温度每升高1 ℃， 二极管的正向压降将减小2～2.5 mV。 即二极管的正向特性曲线将随温度的升高而左移。 1.２.3　二极管的主要参数 器件的参数是对其特性的定量描述，也是我们正确使用和合理选择器件的依据。半导体二极管主要参数有： 最高工作频率fM 主要由ＰＮ结的结电容大小决定。结电容越大,则其允许的最高工作频率越低。超过时单向导电性变差。 1.2.4二极管的等效电路 二极管的伏安特性具有非线性，为了便于分析，常在一定的条件下用线性元件所构成的电路来近似模拟二极管的特性。 2）恒压降模型 恒压降模型的伏安特性曲线其反偏模型还是理想的， 但认为二极管正偏导通后的管压降是一个恒定值， 对于硅管和锗管来说， 分别取0.7 V和0.2V的典型值。 这个模型比理想模型更接近实际情况， 因此应用比较广泛， 一般在二极管电流大于1 mA时， 恒压降模型的近似精度还是相当高的。 1.2.6其它类型二极管 一、发光二极管 发光二极管属于电光转换器件的一种， 是可以将电能直接转换成光能的半导体器件， 简称“LED”， 二极管应用举例 1.整流：整流就是把交流电变为脉动直流电。利用二极管的单向导电性，可以实现整流。 2.限幅：利用二极管导通后压降很小且基本不变的特性，可以构成限幅电路，使输出电压幅度限制在某一电压值内。 3.保护：电子电路中，常利用二极管来保护其他元器件免受过高电压的损害 。 具有特殊用途的二极管 1.稳压二极管：利用的是二极管在击穿时陡峭的反向击穿特性，实现电压稳定的。 2.发光二极管（LED）与发光数字管： 发光二极管是用特殊的半导体材料（如砷化镓等）制成的。材料不同所发出的光的颜色就不同。 发光二极管特点是：正向工作电压为（1.5~3.0）V，比普通二极管的正向工作电压要高，工作电流小（10~30）mA、耗电省、寿命长等，常用于信号显示、快速光源。 3．光电二极管：光电二极管是一种能将接收的光信号转换成电信号输出的半导体二极管，又称光敏二极管，其基本特性是在光的照射下能产生光电流。 4．光电耦合器：是一种以光为媒介，用来传输电信号的光电器件。它通常由发光器(可见光LED或红外线LED)和受光器(光电半导体管)封装在同一管壳内组成。 5．变容二极管：利用反向偏压来改变二极管电容量的一种特殊器件，已被广泛用于彩色电视机的电子调谐器、直接调频等电路中，通过控制直流电压改变其电容量 。 * 点接触型特点： ＰＮ结面积小，所以极间电容小，管子允许通过的电流小；可在高频下工作；适用于作高频检波管和数字电路里的开关元件。 二极管的类型很多，从制造材料上分，主要是硅管和锗管；从管子的结构上分，主要有 、 、 二极管。 点接触型 面接触型 硅平面型 1.2.1、半导体二极管的类型及结构 面接触型特点： ＰＮ结面积大，极间电容大，允许通过的电流大；适合在较低频率下工作,可用于整流电路. 硅平面型特点： ＰＮ结不受水气和污物的污染，表面漏电流小，性能稳定。平面管的ＰＮ结面积大时，允许通过的电流也大，适于做大功率整流管；结面积小的，暂态特性好，适于做开关管。 1.2.2、二极管的伏安特性 O uD /V iD /mA 正向特性 Uth 死区 电压 iD = 0 Uon= 0.5 V 0.1 V (硅管) (锗管) U ? Uon iD 急剧上升 0 ? U ? Uon U = (0.6 ? 0.8) V硅管 0.7 V U =(0.1 ? 0.3) V锗管 0.2 V iD = IS 0.1 ?A(硅) 反向特性 IS U (BR) 反向击穿 U(BR) ? U ? 0 U U(BR)反向电流急剧增大(反向击穿) 温度对二极管的反向特性影响更大： 当温度每升高10 ℃， 反向饱和电流IS将增加一倍。 二极管的反向击穿电压也受温度的影响。 1． 最大整流电流IF 指二极管在一定温度下， 长期允许通过的最大正向平均电流， 否则会使二极管因过热而损坏。 另外， 对于大功率二极管， 必须加装散热装置。 2． 最高反向工作电压UR UR 是二极管工作时允许外加的最大反向电压，超过此值时，二极管的可