三、半导体二极管及其基本电路.ppt

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1. 二极管V-I 特性的建模 将指数模型 分段线性化，得到二极管特性的等效模型。 （1）理想模型 （a）V-I 特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （2）恒压降模型 （a）V-I 特性 （b）电路模型 （3）折线模型 （a）V-I 特性 （b）电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V -I 特性的建模 （4）小信号模型 vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsin?t 时（VmVDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 过Q点的切线可以等效成一个微变电阻 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） （a）V-I 特性 （b）电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 特别注意： 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vDVT 。 （a）V-I特性 （b）电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 2．模型分析法应用举例 （1）整流电路 （a）电路图 （b）vs和vo的波形 2．模型分析法应用举例 （2）静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） 当VDD=10V 时， 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 当VDD=1V 时， （自看） （a）简单二极管电路 （b）习惯画法 2．模型分析法应用举例 （3）限幅电路 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sin? t V时，绘出相应的输出电压vO的波形。 2．模型分析法应用举例 （4）开关电路 电路如图所示，求AO的电压值 解： 先断开D，以O为基准电位， 即O点为0V。 则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。 阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。 所以，AO的电压值为-6V。 2．模型分析法应用举例 （5）低压稳压电路 （a）简单二极管电路 （b）习惯画法 2．模型分析法应用举例 （6）小信号工作情况分析 图示电路中，VDD = 5V，R = 5k?，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sinwt V。（1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。 直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。 3.5 特殊二极管 3.5.1 齐纳二极管(稳压二极管) 1.符号及稳压特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。 (1) 稳定电压VZ (2) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =?VZ /?IZ (3) 最大耗散功率 PZM (4) 最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流 IZmin (5) 稳定电压温度系数——?VZ 2. 稳压二极管主要参数 3.5.1 齐纳二极管 * CH3 二极管及其基本电路 3.1 半导体的基本知识 3.3 半导体二极管 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管 3.2 PN结的形成及特性 3.1 半导体的基本知识 3.1.1 半导体材料 3.1.2 半导体的共价键结构 3.1.3 本征半导体 3.1.4 杂质半导体 3.1.1 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 说明： 半导体受光、热刺激, 或微量掺杂→导体（或绝缘体），易控制，应用广,这是其在电子领域中广泛应用的关键. 硅(锗)的原子结构简化模型  每一个硅（锗）原子都与周围四个原子构成“共价键”，即每个外层电子均为两个原子所共有，互相吸引，很牢固——键。 硅和锗的晶体结构 共价键：是表示两个共有价电子所形成的束缚作用。 外层电子称为价电子。 3.1.2 半导体的共价键结构 3.1.3 本征半导体 本征半导体——化学成分纯