第一章二极管及其应用.ppt

学习要点 一、半导体的基本知识 半导体材料具有以下一些独特的导电特性： （1） 杂敏性 在纯净的半导体材料中掺入某种微量的元素(如硼和磷等)后，其导电能力将猛增几万倍甚至百万倍。 （2）光敏性 有的半导体材料在无光照时电阻率很高，而一旦受到光线照射后电阻率即显著下降。 （3） 热敏性 所谓热敏性是指半导体的电导率随温度升高(例如受热辐射)而显著增大的特性，即温度升高其导电能力大大加强。温度对半导体材料的导电性能影响很大。 3、 本征半导体 本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体 本征半导体中的两种载流子——电子和空穴 载流子——可以自由移动的带电粒子。 电导率——与材料单位体积中所含载流子数 有关，载流子浓度越高，电导率越高。 电子空穴对 4、 杂质半导体 （2） P型半导体（空穴型半导体） 5. PN结的形成  2、二极管的主要参数 （1）最大整流电流 IF 在规定散热条件下，二极管长期使用时，允许通过二极管的最大正向平均电流。由 PN 结的面积和散热条件决定，如果电流超过这个值，很可能烧坏二极管。 （2）最高反向工作电压 URM 二极管工作时允许加的最大反向电压。为确保管子安全运行，通常规定URM约为击穿电压UBR的一半。 在规定的环境温度下，二极管加上最大反向工作电压时的反向电流。反向电流越小，管子的单向导电性能越好。反向电流 IR是由少数载流子运动形成的，因此，它受温度的影响较大。 （4） 最高工作频率 是二极管工作的上限频率。它主要由PN结的结电容大小决定。信号频率超过此值时，二极管的单向导电性将变差。应该指出，由于制造工艺的限制，即使是同一型号的器件，其参数的离散性也很大，因此，手册上常常给出参数的范围。另一方面，器件手册上给出的参数是在一定测试条件下测得的，若条件改变，相应的参数值也会变化。 4、二极管的测试： 用指针型万用表测试二极管 指针型万用表的红表笔是连接到万用表内置电池的负极、黑表 笔连接到电池的正极。两次测得的阻值应相差极大，如下图所示。 选用二极管的一般原则是： (1) 要求导通后正向压降小时应选择锗管；要求反向电流小时应选硅管。(2) 要求工作电流大时选面接触型；要求工作频率高时选点接触型。(3)要求反向击穿电压高时选硅管。(4)要求耐高温时选硅管。 1.2 半导体二极管的模型 半导体二极管是一种非线性器件 1. 理想二极管模型 例1.1 电路如图1-14所示。三只性能相同的二极管 D1、D2、D3和三只220V，40W 的灯泡 L1、L2、L3互相连接后，接入220V的交流电压u后。试分析哪只(或哪些)灯泡发光最亮？哪只(或哪些)二极管承受的反向电压峰值最大？ 分析：二极管导通时，正向电压降很小，与之并联的灯泡几乎被短路，不会发光；二极管截止时，与承受反向电压峰值最大的二极管相并联的那些灯泡发光才最亮。解：当交流电压u为正半周时，D2正向偏置，D1与 D3反向偏置，各承受约u/2的反向电压，峰值为110V。当u为负半周时，只有 D2一只二极管反向偏置，要承受的反向电压峰值约为220V。故L2发光最亮，D2承受的反向电压峰值最大。 1、 单相半波整流电路 表1-1 二极管的型号各组成部分的含义 隧道管 S 整流堆 L 参量管 C 开关管 K 光电管 U P型硅材料 D 整流管 Z N型硅材料 C 稳压管 W P型锗材料 B 普通管 P N型锗材料 A 二极管 2 意义 符号 意义 符号 意义 符号 规格号 （表示反向峰值电压的档次） 序号 类型 材料和极性 电极数 第五部分(拼音) 第四部分(数字) 第三部分(拼音) 第二部分(拼音) 第一部分（数字） 例如2AP7表示N型锗普通二极管，2DZ56C表示P型硅整流二极管，规格号为C。 四、二极管的使用常识 1、二极管的型号 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 2AP9 用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N型Si， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。 半导体二极管的V—A特性曲线 硅：0.5 V 锗： 0.1 V (1) 正向特性 导通压降 反向饱和电流 (2) 反向特性 死区 电压 击穿电压UBR 实验曲线 u E i V mA u E i V uA 锗 硅：0.7 V 锗：0.3V （3） 最大反向电流 IR 3、二极管的直流电阻和