第二掌二极管全面解析.pptVIP

（2）画输出信号波形方法 根据输入信号大小? 判断二极管的导通与截止 ? 找出vO与vI关系? 画输出信号波形。 例3：设二极管是理想的，vi =6sin?t(V)，试画vO波形。 解： vi 2V时，D导通，则vO=vi vi ?2V时，D截止，则vO=2V 由此可画出vO的波形。 + - D + - + - 2V 100? R vo vi t 6 2 0 vi(V) vO(V) t 0 2 6 小信号分析法 即将电路中的二极管用小信号电路模型代替，利用得到的小信号等效电路分析电压或电流的变化量。 分析步骤： 将直流电源短路，画交流通路。 用小信号电路模型代替二极管，得小信号等效电路。 利用小信号等效电路分析电压与电流的变化量。 1.4 晶体二极管的应用 电源设备组成框图： 电 源 变压器 整流 电路 滤波 电路 稳压 电路 vi vO t vi t v1 t v2 t v3 t vO 1.4.1 整流与稳压电路 整流电路 D + - + - R vO vi 当vi 0V时，D导通，则vO=vi 当vi ?0V时，D截止，则vO=0V 由此，利用二极管的单向导电性，实现了半波整流。 若输入信号为正弦波： 平均值： VO t 0 vi t 0 vO 1.4.2 限幅电路(或削波电路） ?V2viV1时，D1、D2截止,vo=vi t 0 vi t 0 vO Vi ?V1时，D1导通、D2截止,vo=V1 Vi ? ?V2时，D2导通、D1截止,vo=V2 由此 ，电路实现双向限幅功能。 vO vi + - D1 + - + - R D2 V1 -V2 + - 其中：V1为上限幅电平， ?V2为下限幅电平。 V1 -V2 -V2 V1 谢谢观看 * 线性电子电路 主要内容 1.1 半导体物理基础知识 1.2 PN结 1.3 晶体二极管电路分析方法 1.4 晶体二极管的应用 1.1 半导体物理基础知识 半导体：指导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。 硅 、锗 原子结构及简化模型： +14 2 8 4 +32 2 8 4 18 +4 价电子 大多数半导体器件所用的主要材料是硅 (Si) 、锗 (Ge) 1.1.1 本征半导体 本征激发 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体（比如硅和锗的单晶体）。它们是制造半导体器件的基本材料。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 硅和锗共价键结构示意图： 共价键 共价键具有很强的结合力。 当T=0K（无外界影响）时，共价键中无自由移动的电子。 本征激发 当T升高或光线照射时 产生自由电子空穴对。 这种现象称 注意：空穴的出现是半导体区别于导体的重要特征。 本征激发。 当原子中的价电子在光照或温度升高时获得能量挣脱共价键的束缚而成为自由电子，原子中留下空位（即空穴），（即产生自由电子－空穴对）同时原子因失去价电子而带正电。 当邻近原子中的价电子释放能量不断填补这些空位时（自由电子与空穴的复合）形成一种运动，该运动可等效地看作是空穴的运动。空穴运动方向与价电子填补方向相反。即自由电子和空穴都能在晶格中自由移动。因而统称它们为半导体的载流子。 自由电子 — 带负电 半导体中有两种导电的载流子 空穴 — 带正电 本征半导体中 本征激发——产生自由电子空穴对。 电子和空穴相遇释放能量——复合。 温度一定时： 激发与复合在某一热平衡值上达到动态平衡。 T 导电能力 载流子 或光照 热敏特性 光敏特性 半导体除了上面提到的光敏性和热敏性外，还有一种重要的特性就是掺杂性，即在本征半导体中加入微量杂质元素后，半导体的导电性能会大大增强。加杂质后的半导体称为杂质半导体。根据加入杂质元素的不同可分为N型半导体和P型半导体。实际上制造晶体管的材料都是杂质半导体。 1.1.2 杂质半导体 N型半导体： 本征半导体中掺入少量五价元素构成。 +4 +4 +5 +4 +4 简化模型： N型半导体 多子—自由电子 少子—空穴 自由电子 常温情况下，杂质元素全部电离为自由电子和正离子，正离子在晶格中不能移动，不参与导电。 （杂质电离（多数）和本征激发产生） （本征激发产生） 常温情况下，杂质元素全部电离为空穴和负离子，负离子在晶格中不能移动，不参与导电。 +4 +4 +3 +4 +4 P型半导体： 简化模型： P型半导体 少子——自由电子 多子——空穴 本征半导体中掺入少量三价元素构成。 杂质半导体呈电中性 少子浓度取决于温度。 多子浓度取决于掺杂浓度。 空穴 （本征激发产生） 概 述 1.2 半导体二极管 1.2.1 PN结的形成 1.2.2 PN结