第1讲 绪论和二极管课件.pptVIP

三、PN结 1 PN结的形成 浓度差 空间电荷区 （内电场） 少子的漂移运动 动态平衡 稳定的空间电荷区 多子的扩散运动 P N 2 PN结 在P型和N型半导体交界面出形成的空间电荷区。 耗尽区、阻挡层、势垒层 几微米~几十微米 内电场的电势差：Si 0.5~0.7V Ge 0.1~0.3V 3 PN结的特点：单向导电性 （1）外加正向电压(正偏置)—PN结导通 外加电场与内电场方向相反，内电场被削弱，此时多子扩散运动大大超过少子漂移运动，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。 PN 结正偏 PN 结正向导通 外电场与内电场方向相反 利于扩散 扩散 漂移 PN 结变窄 外部电源不断提供电荷 产生较大的扩散电流 I 克服内电场，呈现低阻性，电流大。 （2）外加反向电压(反偏置)—PN结截止 外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难以进行，少子在电场作用下形成反向电流I，因为是少子漂移运动产生的，I很小，这时称PN结处于截止状态。 PN 结反偏 PN 结反向截止 外电场与内电场方向相同 利于漂移 漂移 扩散 PN 结变厚 外部电源不断提供电荷 产生较小的反向电流 I 呈现高阻性，电流小，基本饱和。 克服内电场，呈现低阻性，电流大。 PN结正偏导通；反偏截止， 这种性质称PN结的单向导电性。 结论： 3 PN结的电容效应(了解) 势垒电容+扩散电容 第二节 半导体二极管 一、二极管的结构 按PN结分 点接触 面接触 按材料分 硅管 锗管 按用途分 普通管 整流管 二、二极管的伏安特性曲线及电流方程式 1.二极管的电流方程式 常温下，UT = 26 mV 反向饱和电流 温度 电压当量 加正向电压时 加反向电压时 当 时 2 伏安特性曲线 二极管的伏安特性 iD = 0 Uon = 0.5~0.7 V 0.1~0.3 V (硅管) (锗管) 0 ? U ? Uon Uon ：开启电压或死区电压 (1).正向特性 U DQ? Uon UDQ = (0.6 ? 0.8) V 硅管取 0.7 V (0.1 ? 0.3) V 锗管取 0.2 V 工作电压 二极管的伏安特性 U(BR) ? U ? 0 iD = IS 0.1?A(硅) 几十?A(锗) U U(BR) PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时反向电流急剧增大 (反向击穿) (2).反向特性 三、环境温度对伏安特性曲线的影响 当温度升高时，正向特性曲线左移。 反向饱和特性曲线下移。 其变化规律为 Uon减小，Is增大 四、二极管的主要参数 1 最大整流电流 3 最大反向工作电压 4 反向电流 ： 值越小越好 5 最高工作频率 ：决定于结电容的大小 　　二极管长时间工作时，允许流过的最大正向电流的平均值。 　　二极管正常使用时允许加的最高反向电压。 　　使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。 　　一般取反向击穿电压的一半。 2 反向击穿电压 1 理想二极管 理想二极管的死区电压和正向电压降都等于零，反向电流也等于零，理想二极管在电路中相当于一个开关元件 。 五、二极管的等效分析 D—非线性器件 2 考虑正向压降 时的等效电路 (1) 二极管的直流电阻与交流电阻 （1）直流电阻 （2）交流电阻 与Q点位置有关 过Q点切线斜率倒数 3 微变等效电路 （2）微变等效电路 分析二极管只考虑它的单向导电性－即利用等效电路进行分析。 前2种最常用，第3种几乎不用。 当外电压远远大于内电场（10倍以上），常利用第一种方法考虑； 当外电压大于内电场（但非远远大于），常使用第二种方法。 讨论：解决两个问题 如何判断二极管的工作状态？ 什么情况下应选用二极管的什么等效电路？ 应根据不同情况选择不同的等效电路！ ？ 100V？5V？2V？ 二极管整流电路 p53 1-9 在如图所示电路中，已知 为正弦波，二极管的正向压降和反向电流均可忽略（理想二极管），定性画出输出电压 的波形。 举例：P24 例1-5 分析图1-33电路，当UA和UB分别为0V和3V的不同组合时，二极管V1、V2的状态，并求出此时Uo的值。设二极管均为硅管。 优先导通 六、特殊二极管： 稳压二极管 1 稳压原理： 2 稳压管的主要特点： 应用反向击穿特性具有稳压效应的特殊二极管。 3 在正向导通时，稳压管的正向特性与普通二极管相同，其导通电压为0.7伏。 4 稳压管的工作条件： 5 稳压管的主要参数 (1)稳定电压 (2)最小稳定电流 (3)最大稳定电流