《计算机电路基础》讲义(第一章二极管).docVIP

第一章 二极管 第一节 半导体的导电特性 一、物体按导电能力分：导体——导电能力强。如：金属、电解液等。 绝缘体—导电能力差。如：陶瓷、橡胶、塑料等。 半导体—导电能力介于导体和绝缘体之间。如：单晶硅、晶体锗等。 二、本征半导体的导电特性： 1、什么是本征半导体：由纯净的硅或锗材料制成的半导体。 2、载流子：能够自由移动的带电粒子。 金属中的载流子——自由电子； 电解液中的载流子——正、负离子； 本征半导体中的载流子——自由电子、空穴对。 3、本征半导体的特性：热敏特性——受热升温导电能力迅速增加； 光敏特性——受到光照导电能力迅速增加； 掺杂特性——在本征半导体中掺入微量其他元素，导电能力迅速增加。 三、杂质半导体的导电特性： 1、N型半导体：在本征半导体中掺入微量杂质元素（如：五价磷），内部自由电子数量显著增加而成为多数载流子的杂质半导体。 2、P型半导体：在本征半导体中掺入微量杂质元素（如：三价硼），内部空穴数量显著增加而成为多数载流子的杂质半导体。 例如：硅掺磷——N型硅半导体；硅掺硼——P型硅半导体； 锗掺磷——N型锗半导体；锗掺硼——P型锗半导体。 第二节 二极管 一、二极管的结构和符号： 1、PN结：在本征半导体的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体，在两者的交界处形成一个具有特殊电性能的薄层。 2、二极管的结构：由PN结、引线、外壳（封装）构成的器件。（分成：硅二极管、锗二极管） 3、二极管的符号： 二、二极管的主要特性——单向导电性 1、意义：正偏导通：给二极管加正偏电压（正极电位高于负极电位），有较大电流通过，二极管呈现小电阻。这种现象称为正偏导通。 反偏截止：给二极管加反偏电压（正极电位低于负极电位），电流很小，二极管呈现较大电阻。这种现象称为反偏截止。 2、单向导电性：二极管正偏导通，呈现的正向电阻小、形成的正向电流大；反偏截止，呈现的反向电阻大、形成的反向电流小。这种特性称为单向导电性。 三、二极管的伏安特性曲线： 描述二极管两端的电压uVD与流过二极管的电流iVD之间关系的曲线。 1、正向特性： 阈值电压（Uth）：二极管刚开始正向导通时的电压值。又称为死区电压、开启电压。 硅管：Uth=0.5v； 锗管：Uth=0.1v 管压降（UD）：二极管正向导通时的电压值。 硅管：UD=0.6~0.8v；（取0.7v） 锗管：UD=0.2~0.3v（取0.3v） 2、反向特性：反向电流几乎不变，一般很小。 3、反向击穿特性： ①反向击穿：当反向电压增高到一定数值时，二极管反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。 ②反向击穿电压（U(BR)）：开始出现反向击穿是的电压值。 ③反向击穿分为：电击穿：瞬时、限流——可逆； 热击穿：长时、不限流——不可逆，烧坏。 四、二极管的主要参数 1、最大整流电流IF：二极管长期运行时允许通过的平均电流。 2、最大反向工作电压URM：二极管允许加的最大反向工作电压。通常取URM=1/2U(BR)。 3、反向电流IR：二极管未击穿时的反向电流。IR越小单向导电性越好。 4、最高工作频率fM：二极管正常工作时不能超过的电流方向变化的频率。 其中：IF、URM、fM称为极限参数，使用中不能超过。 五、二极管的类型及选用 1、二极管种类： 按制造材料分：硅管、锗管、化合物管； 按封装形式分：玻璃封装、塑料封装、金属封装； 按内部结构分：点接触型、面接触型、硅平面型； 按额定电流分：小功率管、大功率管； 按用途分：普通管、开关管、整流管、稳压管等。 2、二极管的命名： 国产：第一部分：数字：2（二极管）； 第二部分：字母：A、B（锗管）；C、D（硅管）；E（化合物管） 第三部分：字母：P——普通管；K——开关管；W——稳压管；Z——整流管；等 第四部分：数字：表示规格号。 例如：2AP9、2BP8、2CK7、2DW15 美国：第一部分：数字：1（一个PN结）； 第二部分：字母：N（美国电子工业协会注册）； 第三部分：多位数字：注册顺序号。 例如：1N40