半导体的基本知识与PN结.pptVIP

(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。 (2) 面接触型二极管 PN结结面积大、正向电 流大、结电容大， 用于 工频大电流整流电路。 * 阴极引线 阳极引线 二氧化硅保护层 P 型硅 N 型硅 ( c ) 平面型 金属触丝 阳极引线 N 型锗片 阴极引线 外壳 ( a ) 点接触型 铝合金小球 N 型硅 阳极引线 PN 结 金锑合金 底座 阴极引线 ( b ) 面接触型 二极管的结构示意图 阴极 阳极 ( d ) 符号 D * 1.2.2 伏安特性 硅管0.5V锗管0.1V 反向击穿 电压U(BR) 导通压降 外加电压大于死区电压二极管才能导通 正向特性 反向特性 特点：非线性 单向导电性 硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V U I 死区电压 P N + – P N – + 反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。 它是二仍管外加正向电压时，二极管两端电压UD与通过二极管的电流ID之间的关系曲线 当外加电压较小时，外电场还不足以克服内电场对多数载流子扩散运动的阻力，正向电流为零 当正向电压超过死区电压时，二极管导通，正向电流随外加电压的增加而迅速增大。 在正常使用的电流范围内二极管的正向压降UF几乎维持不变。 它是二极管外加反向电压时的电压电流关系曲线 当反向电压小于反向击穿电压U（BR）时由少数载流子形成的反向电流很小，与反向电压无关 当反向电压增大到某一值时反向电流急剧增大，这种现象叫做二极管的反向击穿。 外加电压大于反向击穿电压,二极管被击穿，失去单向导电性。 * 根据半导体的物理原理，可从理论上分析得到PN结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程，即： 当U0时，且UUT,则电流I与U基本成指数关系。 当U0时，且?U ?UT,则电流I ? -IS 反向饱和电流 为温度的电压当量，在常温（300K）下，UT?26mV。 * 1. 型号命名规则 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 1.2.3 半导体二极管的型号与主要参数 2AP9 用数字代表同类型器件的不同 用字母代表半导体器件的类型型号，P代表普通管 2代表二极管，3代表三极管 用字母代表半导体器件的材料，A代表N型Ge, B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表P型Si * 2. 半导体二极管的主要参数 1. 最大整流电流 IFM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2. 最高反向工作电压UDRM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3. 最大反向电流IRM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。 * 4. 最高工作频率 fM 二极管工作在高频时，电流容易从结电容通过，使得管子的单向导电性能变差，甚至可能失去单向导电性。这个参数主要决定于PN结的结电容大小结电容愈大，则fM愈低。 正向压降、结电容、最高结温等 5. 其它参 * 部分国产半导体高频二极管参数表 参数 型号 最高反向工作电压（峰值） （V） 反向击 穿电压 （V） 正向 电流 （ mA） 反向 电流 （μA） 最高工作频率 （MHZ） 极间 电容 （Pf） 最大整 流电流 （mA） 2AP1 20 ≥40 ≥2.5 ≤250 150 ≤1 16 2CK7 100 ≥150 ≥5.0 ≤250 300 ≤0.1 20 部分国产半导体整流二极管参数表 参数 型号 最大整 流电流 （ A） 最高反向工作电压（峰值） （V） 最高工作电压下的反向电流（μA） 正向压降 （平均值） （ V） 最高工作频率 （MHZ） 2CZ52A 0.1 25 1000 ≤0.8 3 2CZ54D 0.5 1400 1000 ≤0.8 3 2CZ57F 5 3000 1000 ≤0.8 3 * 二极管的单向导电性 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。 * 1.2.4 二极管电路分析方法 一、定性分析：判断二极管的工作状态 导通 否则，正向管压降 硅0.6~0.7V 二、分析方法：