模电第二章半导体二极管.ppt

(2)、伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压U(BR)第37页,共67页，星期六，2024年，5月正向特性：二极管加正向电压正极负极+–反向特性：二极管加反向电压正极负极+–对于理想二极管锗管正向压降0.2--0.3V硅管正向压降0.5--0.7V第38页,共67页，星期六，2024年，5月(3)、主要参数（1）最大整流电流IOM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）反向击穿电压VBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压VWRM一般是VBR的一半。第39页,共67页，星期六，2024年，5月（3）反向电流IR指二极管加反向峰值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，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性包括整流、限幅、保护等。第40页,共67页，星期六，2024年，5月（4）微变电阻rDiDvDIDVDQ?iD?vDrD是二极管特性曲线工作点Q附近电压的变化与电流的变化之比：显然，rD是对Q附近的微小变化量的电阻。第41页,共67页，星期六，2024年，5月（5）二极管的极间电容二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。第42页,共67页，星期六，2024年，5月为了形成正向电流（扩散电流），注入P区的少子（电子）在P区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在P区有电子的积累。同理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。P+-N这样所产生的电容就是扩散电容CD。第43页,共67页，星期六，2024年，5月CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，载流子很少，扩散电容可忽略。PN结高频小信号时的等效电路：势垒电容和扩散电容的综合效应rd第44页,共67页，星期六，2024年，5月2.4.1二极管V-I特性的建模1.理想模型3.折线模型2.恒压降模型第45页,共67页，星期六，2024年，5月4.小信号模型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微变电阻。即根据得Q点处的微变电导则常温下（T=300K）2.4.1二极管V-I特性的建模第46页,共67页，星期六，2024年，5月2.4.2应用举例1.二极管的静态工作情况分析理想模型（R=10k?）（1）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）VDD=1V时（自看）第47页,共67页，星期六，2024年，5月例2.4.2提示2.4.2应用举例2.限幅电路{end}第48页,共67页，星期六，2024年，5月例1：二极管整流：死区电压=0.5V，正向压降0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压降=0RLuiuOuiuott二极管半波整流第49页,共67页，星期六，2024年，5月例2：二极管的应用RRLuiuRuotttuiuRuo第50页,共67页，星期六，2024年，5月DE3VRuiuouRuD例3：下图是二极管限幅电路，D为理想二极管，ui=6sin?tV,E=3V,试画出uo波形。?t?tui/Vuo/V63300?2??2?–6uR？第51页,共67页，星期六，2024年，5月4、在图所示电路中，E=5V、ui=10sin?tV，D为理想二极管，试画出输出uO的波形。DERuiuo?t?tui/Vuo/V105500?2??2?–10第52页,共67页，星期六，2024年，5月?t630?2?例5：双向限幅电路?t03–3DE3VRDE3VuiuouRuDui/Vuo/V–3第53页,共67页，星期六，2024年，5月2.5稳压二极管