第3章节半导体二极管及其基本应用电路课件(1882KB).ppt

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结面积大，用于工频大电流整流电路。 (b)面接触型 4　二极管的代表符号 D 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 3.2.2二极管的伏安特性 二极管的伏安特性曲线可用下式表示 硅二极管2CP10的伏安特性 正向特性 反向特性 反向击穿特性 开启电压：0.5V 导通电压：0.7 1.伏安特性 锗二极管2AP15的伏安特性 Uon U(BR) 开启电压：0.1V 导通电压：0.2V 2.温度对二极管伏安特性的影响 在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反向特性将下移。 二极管的特性对温度很敏感。 – 50 I / mA U / V 0.2 0.4 – 25 5 10 15 –0.01 –0.02 0 温度增加 3.2.3 二极管的主要参数 1.最大整流电流 IF 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UR 二极管工作时允许外加的最大反向电压。通常是击穿电压U（BR）的一半。 3. 反向电流 IR 指二极管未击穿时的反向电流。IR与温度有关，越小越好 4.最高工作频率fM 二极管正常工作时允许通过的交流信号的最高频率,超过此值,二极管的单向导电性将不能很好地体现。 3.2.4 二极管的等效电路 1.伏安特性的折线化及等效电路（实线为折线化）　 理想模型 恒压降模型 折线模型 例3.2.1 电路如图所示，UD=0.7V，试估算开关断开和闭合输出电压UO 。 V1=6V V2=12V D S R Uo 应用举例 二极管的静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） VDD=10V 时 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 2. 低频交流小信号作用下等效电路 二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个动态电阻。 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 图3.2.6二极管的微变等效电路 3.2.5 基本应用电路 1. 整流电路（D视为理想） 　 u1 u2 a T b D RL uo u2 uo uD ?t ? 2? 3? 4? 0 u2 0 时: 二极管导通，uo=u2 u2 0 时: 二极管截止, uo=0 半波整流电路 u1 u2 a T b D1 RL uo D2 u2 io 全波整流电路 u2 uo uD1 ?t ? 2? 3? 4? 0 uD2 + – + – 0 ~ ?： uD2 = -2u2 忽略二极管正向压降 2.开关电路 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 0V 4.3V 4.3V 0V 4.3V 4.3V 0V 0V 0V 4.3V 求vI1和vI2不同值组合时的v0值（二极管为理想模型）。 解： 导通 导通 3.集成运放输入端保护电路　 当UI大到一定程度时二极管导通，使集成运放的净输入电压限定在二极管的导通电压。R为限流电阻 3.2稳压二极管 稳压二极管是一种用特殊工艺制造的面接触型硅半导体二极管，其结构与普通二极管相似，只是掺杂浓度比普通二极管大得多。起稳压、限幅作用 1。稳压管的伏安特性 正向特性、未击穿时的反向特性曲线与普通二极管的相似，但反向击穿特性曲线很陡。 稳压管的伏安特性和等效电路 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态，反向电压应大于稳定电压。 (1) 稳定电压UZ (2) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流下，所对应的反向击穿电压。 rZ =?VZ /?IZ (3)最大耗散功率 PZM (4)最大稳定电流 IZmax 和最小稳定电流 IZ( IZmin ) (5)温度系数——?VZ 2.稳压管的主要参数 3.3.2 稳压管的基本应用电路 1. 稳压管稳定电压　 UO UI （1）设电源电压波动(负载不变) UI ↑→UO↑→UZ↑→ IZ↑ UO↓←UR ↑ ← IR ↑ ↓ # 不加R可以吗？ （2）设负载变化(电源不变) UO UI RL↓→UO↓→UZ↓→ IZ↓ UO ↑ ←UR ↓ ← IR ↓ ↓ 例1：稳压二极管的应用 RL ui uO R DZ i iz iL UZ 稳压二极