[计算机硬件及网络]第03章 二极管.pptVIP

二、半导体材料 元素半导体：典型的半导体有硅Si和锗Ge等。 化合物半导体：砷化镓GaAs等。 掺杂半导体：硼(B)、磷(P) 了解几个名词： 共用电子与共价键 3、本征半导体的导电机理 注意：电子……带负电；空穴……带正电。 　　5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。 IS ：反向饱和电流 UT ：温度的电压当量 在常温(300 K)下， UT ? 26 mV 3、PN 结的电流方程 PN结所加端电压u与流过的电流i的关系为 公式推导过程略 第三章 半导体二极管及其基本电路 4、PN结的伏安特性 　　i = f (u )之间的关系曲线。 60 40 20 – 0.002 – 0.004 0 0.5 1.0 –25 –50 i/ mA u / V 正向特性 死区电压 击穿电压 U(BR) 反向特性 图 2.6　PN结的伏安特性 反向击穿 齐纳击穿 雪崩击穿 第三章 半导体二极管及其基本电路 5、PN结的电容效应 　　当PN上的电压发生变化时，PN 结中储存的电荷量将随之发生变化，使PN结具有电容效应。 电容效应包括两部分 势垒电容 扩散电容 (1) 势垒电容Cb 是由 PN 结的空间电荷区变化形成的。 (a) PN 结加正向电压 （b) PN 结加反向电压 - N 空间 电荷区 P V R I + U N 空间 电荷区 P R I + - U V 第三章 半导体二极管及其基本电路 　　空间电荷区的正负离子数目发生变化，如同电容的放电和充电过程。 (2) 扩散电容 Cd 扩散电容是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。 　　当加反向电压时，扩散运动被削弱，扩散电容的作用可忽略。 　　正向电压变化时，变化的载流子积累电荷量发生变化，相当于电容器充电和放电的过程 —— 扩散电容效应。 第三章 半导体二极管及其基本电路 综上所述： (1) PN 结总的结电容 Cj 包括势垒电容 Cb 和扩散电容Cd 两部分。 (4) Cb和Cd值都很小，通常为几个皮法 ~ 几十皮法，有些结面积大的二极管可达几百皮法。 (3) 当反向偏置时，势垒电容起主要作用，可以认为 Cj ? Cb。 (2) 一般来说，当二极管正向偏置时，扩散电容起主要作用，即可以认为 Cj ? Cd； 在信号频率较高时，须考虑结电容的作用。 第三章 半导体二极管及其基本电路 3.3 半导体二极管 在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。 二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型 图2.3.1 二极管的几种外形 第三章 半导体二极管及其基本电路 1、点接触型二极管 (a)点接触型 二极管的结构示意图 3.3.1 半导体二极管的几种常见结构 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 第三章 半导体二极管及其基本电路 3、平面型二极管 往往用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。 2、面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 (b)面接触型 (c)平面型 4、二极管的代表符号 D 第三章 半导体二极管及其基本电路 3.3.2 二极管的伏安特性 二极管的伏安特性曲线可用下式表示 硅二极管2CP10的伏安特性 正向特性 反向特性 反向击穿特性 开启电压：0.5V 导通电压：0.7 一、伏安特性 锗二极管2AP15的伏安特性 Uon U(BR) 开启电压：0.1V 导通电压：0.2V 第三章 半导体二极管及其基本电路 二、温度对二极管伏安特性的影响 在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反向特性将下移。 二极管的特性对温度很敏感，具有负温度系数。 – 50 I / mA U / V 0.2 0.4 – 25 5 10 15 –0.01 –0.02 0 温度增加 第三章 半导体二极管及其基本电路 3.3.3 二极管的参数 (1) 最大整流电流IF (2) 反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压UR (3) 反向电流IR (4) 最高工作频率fM (5) 极间电容Cj 在实际应用中，应根据管子所用的场合，按其所承受的最高反向电压、最大正向平均电流、工作频率、环境温度等条件，选择满足要求的二极管。 第三章 半导体二极管及其基本电路 二极管的单向导电性 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ）时， 二极管处于反向