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《低频电子线路》 《低频电子线路》 山东大学 信息科学与工程学院 刘志军 回顾上节课 §1.2 PN结与半导体二极管 PN结的形成 PN结的单向导电性 PN结电阻特性和电容特性 PN结击穿特性 本节课内容 1.2.5 晶体二极管及其基本电路 1.2.6 二极管基本应用电路 1.2.7 其它二极管简介 §1.2.5 晶体二极管及其基本电路 二极管是基本的半导体器件。 二极管可以组成各种各样的电路形式。 二极管电路应用十分广泛。 ?1、二极管工艺与类型 ⑴ 结构和符号 二极管是由管芯(PN结)加电极引线和管壳制成。 结构示意和电路符号如图。 二极管结构示意及符号（图） ⑵工艺与类型 根据制作工艺不同分为： 平面型二极管：适合整流， 低频应用(结电容大) ?面接触型二极管：适合整流， 低频应用(结电容大) 点接触型二极管 ：适合检波， 可高频应用(结电容小) 二极管类型图示 ⒉二极管主要参数及特性曲线 参数是描述器件性能的技术指标。 特性曲线是描述器件性能的图形表示。 ⑴主要参数 最大整流电流IF 最大反向工作电压VR 反向电流IR 最高工作频率fm 直流电阻和交流电阻 ①最大整流电流IF 管子稳定工作时，所允许通过的最大正向平均电流。 使用时不应超过此值（可加散热片）。 ②最大反向工作电压 VR 指工作时允许所加最大反向电压。 通常取击穿电压V(BR)的作为VR。 ??????????? 反向电流 IR 是指击穿前的反向电流值。 此值越小表示管子单向导电性能越好。 与IS有关（再加上表面漏电流），故与温度有关。 ??????????? 最高工作频率 fm 是由管子的结电容所决定的。 Fm 越大频率特性越好。 Fm 大说明管子结电容小。 ??????????? 直流电阻和交流电阻 直流电阻 R 是二极管所加直流电压V与所流过直流电流I之比。其几何意义是曲线割线,是直线斜率的倒数。 交流电阻 r 是其工作状态(I,V)处电压改变量与电流改变量之比。几何意义是曲线Q点处切线斜率的倒数。 二极管电阻的几何意义（图 ） ? ⑵二极管特性曲线（图） 特性曲线与PN结相似 ?二极管特性曲线 阈值电压(又称为导通电压、死区电压等) 硅管VD(ON) 0.5～0.7V 锗管VD(ON) 0.1～0.3V ⒊二极管模型及应用电路 对电子线路进行分析(定量分析)时,电路中的实际器件必须用相应的电路模型来等效表示，这称为：“建模”。 计算机辅助分析计算要使用管子的模型。 二极管电路模型(折线化) （图） 二极管电路模型（图） 二极管大信号模型（图 ） 以上三种电路模型(近似、简化、理想)均为二极管近似模型(线形化)。 对不同电路模型可在不同需求时采用。 ? 1.2.6 二极管基本应用电路 二极管在低频和高频以及数字电路均有广泛的应用。 以下主要介绍二极管在低频电路的几种应用。 二极管几种基本应用 整流电路 限幅电路 电平选择电路 ⒈二极管整流电路 把交流电转变为直流电称为“整流”。 反之称为“逆变”。 整流 交流电 直流电 逆变 ? 二极管半波整流电路及波形（图） 改变电路及二极管的接入方式,可得不同波形。 ⒉二极管限幅电路 又称为：“削波电路”, 能够把输入电压变化范围加以限制，常用于波形变换和整形。 限幅电路的传输特性(指信号输出和输入的关系)。 限幅电路传输特性（图） 二极管限幅电路及波形（图） ⒊二极管电平选择电路 能够从多路输入信号中选出最低电平或最高电平的电路称为电平选择电路。 二极管电平选择电路（图） 上例说明 以上为低电平选择电路。 输入V1、V2，加入方波信号。 E为电源，为5V电压。 看输出V0的变化情况。 高电平选择电路 若将VD1,VD2换向,将E加负值,则可变为高电平选择电路。 以上电路若输入数字量，则为或门电路。 ⒋稳压二极管及稳压电路 稳压二极管正是利用PN结的“反向击穿特性”。 稳压二极管可用于限幅和稳压。 ⑴稳压二极管符号及特性 稳压二极管符号（图） 双向稳压管符号（图） ⑵稳压二极管主要参数 稳压电压 VZ 额定功耗 Pz 稳定电流 Iz 动态电阻 rz 温度系数 ? 稳压电压VZ 指管子长期稳定时的工作电压值。 额定功耗Pz