1-第1章绪论-第3章二极管.pptVIP

3.2.3 PN结的单向导电性 3. PN结V-I 特性的表达式 PN结最高温度限制： 当温度升高到一定程度，本征激发产生的少子浓度可能达到或超过掺杂（多子）浓度，杂质半导体变得和本征半导体一样，PN结消失。 硅( Si ) ：约为（150～200℃） 锗( Ge) ：约为（75～100℃） (3) 平面型 (2) 面接触型 符 号 电路符号（电气图用） 阳极(Anode) 阴极(Cathode) 理想二极管符号 ∕旧的电路符号 PN结面积大，极间电容大。 适合整流，不适合高频。 集成电路中 3.3.2 二极管的V-I特性 1. 正向特性 门坎电压(死区电压)：室温下 硅管Vth＝(0.5~0.6)V 锗管Vth ＝(0.1~0.2)V 导通电压VD(on) ： 硅管0.7V；锗管0.2V 。 Vth (th_threshold) 非线性 器件！ 单向导电性(主要的) 导通后的非线性 2. 反向特性 反向饱和电流： 硅管： 0.1μA 锗管： 几十μA 反向电流随温度升高 明显增加 3. 反向击穿特性 3.3.3 二极管的主要参数 1. IF——最大整流电流 2. VBR——反向击穿电压 最高反向工作电压一般约为击穿电压的一半。 长期连续工作时，允许通过的最大正向平均电流。 3. IR(IS)—— 反向饱和电流 值越小，说明管子的单向导电性越好。其受温度影响明显。 4. Cd __ 极间电容 电压变化，电荷变化（充放电）。 包括势垒电容CB 、扩散电容CD。 5. TRR __ 反向恢复时间 外加电压从正偏变为反偏时，二极管中电流由正向翻转为反向电流，至反向电流减为很小的时间。 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.4.1 简单二极管电路的图解分析法 电路组成：二极管、电阻、电压源。 分析方法：图解法、模型法(等效电路法)。 图示电路可分为A、B两部分； A部分的电压与电流关系： vD=VDD - iDR B部分的电压与电流关系就是二极管 的伏安特性。 图解法 vD iD VDD 求vD，iD。 在二极管的伏安特性上画出vD=VDD - iDR 。 求交点（电路工作点）。 * 图解法的前提：已知二极管的V-I 特性曲线——实际中不现实。 * 解方程组： ，复杂，借助计算机完成。 iD O VBR IS VDD R VDD Q iD vD vD * 简化模型分析法：有效的工程近似方法。 vD iD VDD 1. 二极管V-I 特性建模 大信号模型(单向导电特性) V-I 特性 代表符号 (1) 理想模型 正向偏置时： 电阻为0，管压降为0。 反向偏置时： 电阻为∞，电流为0。 理想模型、恒压降模型、折线模型 a k 使用条件：电源电压 二极管管压降时 基本思想： 3.4.2 二极管电路的简化模型分析法 (2) 恒压降模型 0.7V 使用条件： 当 iD≈1mA 或 iD 1mA 时。应用较广泛。 二极管导通时：管压降 vD=0.7V 恒定。 基本思想： V-I 特性 代表符号 Vth=0.5V rD：二极管导通电流=1mA时，管压降=0.7V。即： V-I 特性 代表符号 (3) 折线模型 Vth 0.7V 直流 电阻 基本思想： 二极管导通时，管压降不恒定，随电流增加而增加。 参数的确定： 直流大信号导通状态下的微变关系。 Q ① V-I 特性上 ② 用V-I 特性表达式 V-I 特性 代表符号 微变电阻rd (交流电阻)求法： (T=300K) 静态工作点 (Q_Quiescent Piont) —— 直流工作状态 (4) 小信号模型 说明：直流电阻和交流电阻 ① 直流电阻 rD：二极管两端所加直流 电压VD与流过二极管的直流电流ID之比。 rD、rd 随Q(IDQ,VDQ)变化，是非线性电阻。 ② 交流电阻 rd ：二极管在其直流工作 状态(IDQ,VDQ)处的电压微变量与电 流微变量之比。 特性曲线上不同点处的交、直流电阻不同， 同一点处的交、直流电阻也不同。 3) 第三代电子器件——集成电路 1958年，基尔白等设想将管子、元件和线路集成封装在一起，三年后集成电路实现了商品化。IC按集成度分: