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第 1 第 1 章 本章重点内容 z PN 结及其单向导电特性 z 半导体二极管的伏安特性曲线 z 二极管在实际中的应用 1.1 PN 结 ＋4＋4＋4共价键的两 ＋4 ＋4 ＋4 共价键的两 个价电子 ＋4＋4 ＋ ＋4 价电子 自由电子 c b a ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 空穴 (a)硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生 图 1.1 硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图 1 1.1.2 杂质半导体 1 ．N 型半导体 2 ．P 型半导体 ＋ ＋4 ＋4 ＋4 自由电子 ＋4 ＋5 ＋4 磷原子 ＋4 ＋4 ＋4 电子一空穴对 图 1.2 N 型半导体的结构 空穴 ＋4＋4 ＋4 ＋4 ＋3＋4 ＋3 ＋4 磷原子 ＋4＋4 ＋4 ＋4 电子一空穴对 图 1.3 P 型半导体的结构 3.PN结的形成 3. PN P 区N 区 P 区 N 区 区P 区 区 内电场 图 1.4 PN 结的形成 1.2 半导体二极管 4 ． PN 结的单向导电特性 (1) PN 结的正向导通特性 NP变薄 N P P变 厚 P N 电子( 电子 (少数) (多数) 电子( 电子 (多数) (少数) R R 内电场外电场II 内电场 外电场 I I ≈0 R R 外电场 (a) 正向偏置 (b)反向偏置 图 1.5 PN 结的导电特性 (2) PN 结的反向截止特性 1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号 0 外壳 VD (阳极) (阴极) (阴极) P N － ＋ － 阳极引线 阴极引线 (a) 结构 (b)电路符号 (c)实物外形 图 1.6 二极管结构、符号及外形 1.2.2 半导体二极管的伏安特性 iv/m iv/m 锗 A B B 1 - U ′(5130uv ′ ( 5 1 30 V C′BR C ′ C I AA A 0 0.2 0.4 0.6 R 5 - 0 .8 5 (μA (μ D D ) ′ 图 1.7 二极管伏安特性曲线 1 ．正向特性 2 ．反向特性 3 ．反向击穿特性 4 ．温度对特性的影响 1.2.3 半导体二极管的主要参数 1 ．最大整流电流 I F 2 ．最大反向工作电压 U RM 3 ．反向饱和电流 I R 4 ．二极管的直流电阻 R 5 ．最高工作频率f M 1.2.4 半导体二极管的命名及分类 1 ．半导体二极管的命名方法 用 用数字表示规格 用数字表示序号 用字母表示类型 用字母表示材料和极性 用数字表示电极数目 图 1.8 半导体器件的型号组成 2 ．半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1 ．二极管的判别(用万用表进行检测) ( 1 )二极管正、负极性及好坏的判断 (2 )二极管好坏的判别 (3 )硅二极管和锗二极管的判断 (4 )普通二极管和稳压管的判别 (b)符号( (b)符号 2 ．二极管使用注意事项 *1.3 几种常用的特殊二极管 1.3.1 稳压二极管 1．稳压二极管的工作特性 I I／mA U Z ΔU Z U B U A A 0 VD U ／V I (I ) A zmin ΔI Z I Z I (I ) A zmax B 图 1.9 稳压二极管的特性曲线和符号 2. 2.稳压管的主要参数 1 1.3.2 发光二极管 1．普通发光二极管 2．红外线发光二极管 3 ．激光二极管 1.1.3 光电二极管 1.3.4 变容二极管 C C /p J F 80 60 40 20 0 2 4 6 8 10 12 14 U/V VD (a) 压控特性曲线 (b) 电路符号 图 1.12 变容二极管的压控特性曲线和电路符号 -5 1.4 半导体二极管的应用 1.4.1 整流 1.4.2 钳位 U(+) VD A F 图 1. 13 二极管钳位电路 1.4.3 限幅 u /V o 10 + R VD + VD 2 0 t -10 1 u i － + U s1－ s1 － U s2 + － u /V o +5 0 t (a )限幅电路 (P )波形 图 1.14 二极管限幅电路及波形 4. 4. 电路中的元件保护 L S S R E i VD e 图 1.15 二极管保护电路 本章