[理学]模拟电子技术第一章二极管2.ppt

T2 T1 1.3 特殊二极管 二极管光电耦合器： 稳压二极管: 一、二极管的伏安特性 二极管两端的电压U及其流过二极管的 电流I之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。 小 结 1. 正向特性 二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管的正向特性。 如图所示，当二极管所加正向电压比较小时（0UUth），二极管上流经的电流为0，管子仍截止，此区域称为死区，Uth称为死区电压（门坎电压）。硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.1V。 2. 反向特性 二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二极管的反向特性。 二极管外加反向电压时，反向电流很小（I≈-IS），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。 3.反向击穿特性 从图可见，当反向电压的值增大到UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，UBR为反向击穿电压。利用二极管的反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但一般的二极管不允许工作在反向击穿区。 * * 1 . 结构、符号及外形: 负极 P N 正极 封装 － 外壳 (阴极) (阳极) P N 阳极引线 阴极引线 PN结加上引线和封装，就成为一个二极管。 1.2 半导体二极管 1.2.1 半导体二极管的结构、符号、实物图及类形 二极管的实物外形: 常见的二极管有金属、塑料和玻璃三种封装形式。按照应用的不同，二极管分为整流、检波、开关、稳压、发光、光电、快恢复和变容二极管等。 二极管的电路符号： 箭头方向就是二极管正向电流的方向 二极管的分类: 二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。可分为点接触型、面接触型和平面型二极管三类， 详见教材----P10 请看示例：点接触型(高频小信号) 面接触型（大信号） 平面型（大电流） (1) 点接触型二极管—PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 点接触二极管的结构示意图 (2) 面接触型二极管—PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 面接触型 (3) 平面型二极管—往往用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。 平面型 1.2.2 半导体二极管的伏安特性 二极管的伏安特性方程 ： u是加在二极管上的端电压，UT为热电压当量，UT＝kT/q,（当T＝300K时UT ＝26mV）。IS即为PN结反向饱和电流，与少数载流子浓度有关 。 正偏时取u0，反偏时u代入负值 二极管本质上就是一个PN结 二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。 正偏PN结存在着一个导通电压UON ，称为二极管的正向开启（死区或门限）电压 正偏伏安特性曲线: 1. 正向特性 正偏伏安特性方程: i /mA u /V 1.0 1μA Ge Si 当u0．5V时，正向电流实际很小，不能认为PN结真正导通 而当u0．6V以后，正向电流急剧增大，PN结呈现较陡的伏安特性 0.7V 硅PN结导通电压为0．7V 锗PN结导通电压为0．3V 0.3V 正偏时（即u0）， 且当u＞4UT时 二极管反偏时，Ge管的反向饱和电流至少比Si管大三个数量级以上 3. 反向击穿特性及原因 i /mA u /V 1.0 1μA Ge Si 当PN结反偏电压增大到一定值时，反向电流会急剧增大，这种现象称为PN结反向击穿 。 反向击穿发生时的电压值U(BR) 称为反向击穿电压 。 U(BR) U(BR) 导致出现反向击穿的原因有下面两种： ① 雪崩击穿（价电子被碰撞电离） ② 齐纳击穿（价电子被场致激发） 内建电场E 空间电荷区 内建电场E 空间电荷区 ③ 两种击穿的特征 雪崩击穿电压较高，一般高于6V。温度升高时，击穿电压增大 齐纳击穿电压较低，一般小于4V。温度升高时，击穿电压减小 击穿发生时要限制电流的大小，以防结温过高烧毁管子。 i /mA 5 10 15 20 1.0 1pA T1 T2 T1 T2 4. 温度对特性的影响 随温度升高，二极管的正向压降会减小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系数（约为-2mV/℃）. 二极管是对温度非常敏感的器件。 实验表明，温度升高，反向饱和电流会