三章 半导体二极管及其基本电路.ppt

电子空穴对 P型半导体（空穴型半导体） PN结的单向导电性 半导体二极管 半导体二极管的伏安特性曲线 (1) 正向特性 半导体二极管的参数 3. 折线模型（实际模型） 二极管电路分析 2.限幅电路 3.开关电路 例4：判别二极管是导通还是截止。 例6： 例7： 理想二极管电路中 vi=V m sinωt V，求输出波形v0。 例8：画出理想二极管电路的传输特性（Vo~VI）。 例9：画出理想二极管电路的传输特性（Vo~VI）。 例11： 稳压管应用 例12： (1) 最大整流电流IF (2) 反向击穿电压VBR (3) 反向电流IR (4) 正向压降VF 在室温，规定的反向电压下，最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(?A)级。 在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。硅二极管约0.6～0.8V；锗二极管约0.2～0.3V。 二极管连续工作时，允许流过的最大整流电流的平均值。 二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压VBR。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压VRM一般只按反向击穿电压VBR的一半计算。 PN结的电容效应 (1) 势垒电容CB PN结的电容效应 (2) 扩散电容CD 扩散电容示意图 {end} 当PN结处于正向偏置时，扩散运动使多数载流子穿过PN结，在对方区域PN结附近有高于正常情况时的电荷累积。存储电荷量的大小，取决于PN结上所加正向电压值的大小。离结越远，由于空穴与电子的复合，浓度将随之减小。 若外加正向电压有一增量?V，则相应的空穴（电子）扩散运动在结的附近产生一电荷增量?Q，二者之比?Q/?V为扩散电容CD。 2.4 二极管基本电路及其分析方法 2.4.1 二极管V- I 特性的建模 2.4.2 应用举例 二极管基本电路分析 二极管模型 正向偏置时： 管压降为0，电阻也为0。 反向偏置时： 电流为0，电阻为∞。 当iD≥1mA时， vD=0.7V。 1. 理想模型 2. 恒压降模型 4. 小信号模型 1.静态分析 例1：求VDD=10V时，二极管的 电流ID、电压VD 值。 解： 1. 理想模型 正向偏置时： 管压降为0，电阻也为0。 反向偏置时： 电流为0，电阻为∞。 2. 恒压降模型 3. 实际模型 当iD≥1mA时， vD=0.7V。 VR Vm vi t 0 Vi VR时，二极管导通，vo=vi。 Vi VR时，二极管截止， vo=VR。 例2：理想二极管电路中 vi= Vm sinωt V，求输出波形v0。 解： 利用二极管的单向导电性可作为电子开关 vI1 vI2 二极管工作状态 D1 D2 v0 0V 0V 导通 导通 导通 截止 截止 导通 截止 截止 0V 5V 5V 0V 5V 5V 0V 0V 0V 5V 例3：求vI1和vI2不同值组合时的v0值（二极管为理想模型）。 解： + 9V - + 1V - + 2.5V - + 12.5V - + 14V - + 1V - 截止 - 9V + - 1V + + 2.5V - + 12.5V - + 14V - + 1V - 截止 解： + 18V - + 2V - + 2.5V - + 12.5V - + 14V - + 1V - 导通 正半周： D1、D3 导通 D2、D4 截止 负半周 D2、D4导通 D1、D3截止 例5：求整流电路的输出波形。 解： 实际模型 求(1).vI=0V,vI=4V, vI=6V 时，输出v0的值。 (2). Vi=6sinωt V 时， 输出v0的波形。 解：(1) . vI=4V时，D导通。 vI=0V时，D截止。v0 = vI vI=6V时，D导通。 (2). Vi=6sinωt V （理想模型） 3V vi t 0 6V 折线模型 V1 vi t 0 Vm V2 ViV1时，D1导通、D2截止，Vo=V1。 ViV2时，D2导通、D1截止，Vo=V2。 V2ViV1时，D1、D2均截止，Vo=Vi。 解：① VI25V，D1、D2均截止。 ② VI 25V ，D1导通，D2截止。 ③VI137.5V，D1、D2均导通。 VO=25V VO=100V VI 25V 75V 100V 25V 50V 100V 125V VO 50V 75V 150V 0 137.5 当VI0时 D1导通 D2截止 当VI0时 D1