精品第五章 半导体二极管及其应用电路.pptVIP

稳压管稳压电路 负载电阻 。 稳压二极管的应用举例 uo iZ DZ R iL i ui RL 稳压管的技术参数: 解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。 ——方程1 要求当输入电压由正常值发生?20%波动时，负载电压基本不变。求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。 令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 uo iZ DZ R iL i ui RL 联立方程1、2，可解得： 光电二极管 反向电流随光照强度的增加而上升。 I U 照度增加 发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。 通常情况下，反向击穿电压在7 V以上属于雪崩击穿，4V以下属于齐纳击穿，在4－7 V之间的击穿则两种情况都有。 无论哪种击穿，只要PN结不因电流过大而产生过热损坏，当反向电压降到击穿电压以下（均指绝对值）时，其性能又可恢复到击穿前的情况。 当击穿电流超过一定的范围，使PN结上的耗散功率超过其额定耗散功率时，PN结将会烧毁，这种现象称为热击穿。 当PN结正偏时，PN结导通，电阻很小； 当PN结反偏时，PN结截至，电阻较大，PN结表现出非线性电阻特性。 PN结的电阻特性 热击穿前发生的击穿称为电击穿，齐纳击穿和雪崩击穿都属于电击穿。 电击穿是可逆的，但热击穿是不可逆的。 二极管的电容特性 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。 势垒电容：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。 扩散电容：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。这样所产生的电容就是扩散电容CD。 P + - N PN结的结电容Cj为势垒电容Cb和扩散电容Cd之和，即 当PN结正向偏置时，PN结结电容以扩散电容为主，Cj≈Cd， 其值为几十皮法到几千皮法； 当PN结反向偏置时，PN结结电容以势垒电容为主，Cj≈Cb，其值为几皮法到几十皮法。 当PN结反偏时，结电阻较大，PN结本应不导通；若作用于PN结的交变电压频率高到一定程度，使： PN结的高频等效电路及最高工作频率 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 则PN结即使反偏也导通，即单向导电性被破坏。 5.2 半导体二极管 基本结构 PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。 引线 外壳线 触丝线 基片 点接触型 PN结 面接触型 P N 二极管的电路符号： 半导体二极管实物图片 U I 导通压降: 硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。 反向击穿电压UBR 死区电压 硅管0.5V,锗管0.1V 伏安特性 主要参数 1.正向特性与最大整流电流 IFM 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. 反向特性与反向电流 IR 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，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。 3. 反向击穿特性与最大工作电压URM 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，主要应用于整流、限幅、保护等等。 二极管反向击穿时的电压值称为击穿电压。 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URM一般是UBR的一半： 半导体二极管的等效电路 1. 理想二极管等效电路 理想模型 (a)U-I特性； (b) 代表符号 2. 考虑正向压降的等效电路 考虑正向压降模型 (a) U-I特性； (b) 代表符号 二极管：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=0 5.3 单相整流滤波电路 单相半波整流电路 二极管导通，忽略二极管正向压降， uo=u2 u1 u2 a T b D RL uo 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 二极管截止, uo=0 + – io + – u2 0 时: u20时: 单相半波整流电压波形： u1 u2 a T b D RL uo uD u2 uo uD ?t ? 2? 3? 4? 0 输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )