1.1-1.4半导体及半导体二极管ok.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * (2) 势垒电容CB 三、 半导体二极管 1　半导体二极管的结构 2　二极管的Ｖ—Ｉ特性 3　二极管的参数 组成：一个PN结 符号： 根据结构分类：1.点接触型 2.面接触型 1 半导体二极管的结构 a（阳极、正极, anode ） k （阴极、负极, kathode ） D 点接触型二极管的结构示意图 PN结面积小，结电容小， 用于检波和变频等高频电路。 (1)、 点接触型二极管 (2) 面接触型二极管 面接触型 PN结面积大，用 于工频大电流整流电路。 国产二极管型号命名 规格号 普通管 型锗材料 二极管 如: 2 A P 1 N 型硅材料 型硅材料 型锗材料 型锗材料 N P N P A: B: C: D: 半导体二极管图片 半导体二极管图片 半导体二极管图片 2 二极管的V-I特性 二极管的伏安特性曲线 特性曲线如右图,可分为三个部分 a.正向特性(外加正向电压) 特点: ●当vD Vth时,呈低阻 ●当iD较大时,vD基本恒定 Vth: 门坎电压或死区电压 （锗管的约0.1V，硅管的约0.5V） 2 二极管的V-I特性 b. 反向特性(外加反向电压) 特点： ●. 呈高阻 ●. 反向电流基本恒定 Is: 反向饱和电流 　　很小，微安级，受温度影响明显。 c 反向击穿 特点: ●.电击穿时,呈低阻 ●.热击穿时断开 VBR : 反向击穿电压 硅管和锗管的比较： 硅二极管2CP10伏安特性 锗二极管2AP15伏安特性 硅管和锗管的比较： 正向导通压降 温度稳定性 硅二极管 ~0.5 小 ~0.7 好 锗二极管 ~0.1 较大 ~0.3 稍差 正向导通压降 温度稳定性 反向偏置时： 正向偏置时： 二极管的V-I关系式： 器件的参数是其特性的定量描述,是正确使 用和合理选择器件的依据。 (1) 最大整流电流IF (2) 反向击穿电压VBR (3) 反向电流IR (4) 极间电容Cd (结电容) 3 二极管的参数: 定义：指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。 ID Im iD iD 0 π 2π 3π D (1) 最大整流电流(最大正向工作电流) IF 查手册：2AP1的IF=16mA 示例：若二极管D(2AP1)流过的正向电流, 波形如下图,则使用时应注意ID IF 定义：指管子反向击穿时的电压。 手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子安全工作。管子工作时,反向电压最大值不能超过该参数。 ωt - vm vD D 2AP1 ＋ － vD (2) 反向击穿电压VBR ● 示例：2AP1的最高反向工作电压为20V，使用时应注意 Vm 20V (3) 反向电流IR 定义: 指管子未击穿时的反向电流。 其值越小则管子的单向导电性越好。 (4) 极间电容Cd （结电容） 包括扩散电容CD和势垒电容CB 二极管（PN结）高频等效电路： 二极管使用注意： 特别不要超过最大整流电流和最高反向工作电压，否则管子易损坏。 思考题：如何用万用表欧姆档来识别一只二极管的阳、阴极？ r C 二极管电路例题 例1.4.1 整流电路如图1.4.1（a）所示，二极管的死区电压和导通压降可以忽略，vs为正弦信号，如图1.4.1（b）所示，分析电路功能，并画出输出电压波形。 如何判断二极管在电路中是导通的还是截止 先假设二极管两端断开，确定二极管两端的电位差； 若电路出现两个或两个以上二极管，应先判断承受正向电压较大的管子优先导通，再按照上述方法判断其余的管子是否导通。 根据二极管两端加的是正电压还是反电压判定二极管是否导通，若为正电压且大于阈值电压，则管子导通，否则截止； 解：将二极管两端断开 VA=-12V,VB=-6V, 所以二极管导通 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阴极的电位。所以，AO的电压值为-6V。 B 例1.4.2