半导体二极管及其基本电路 (2).pptVIP

3.4二极管基本电路及其分析方法二极管是一种非线性器件，分析含二极管的电路一般采用图解法和模型分析法。2.4.1二极管正向v—i的建模1、理想模型正向偏置时，管压为0V，反向偏置时，电流为0。用于电源电压管压降的情况如开关电路iD＞0→vD=0vD＜0→iD=0iDvDiDvDiDvDiDvD第30页，共53页，星期日，2025年，2月5日2、恒压降模型二极管正向导通时，认为其管压降VF=常数（硅管取0.7V)。用于直流分析时，电源电压较大，工作电流较大，（1mA)，正向电压变化较小的情况。iDvDiDvDiDvDiDvD第31页，共53页，星期日，2025年，2月5日3、折线模型Vth:门坎电压(硅管一般取0.5v),iDvD二极管的正向压降随流过二极管正向电流的增加而线性增加。一般用于电源电压较小，工作电流较小的场合。rDVthiDvD根据二极管的电流ID和管压降VD可以求出rDIDVDiDvDVthiDvD第32页，共53页，星期日，2025年，2月5日4、小信号模型当输入变化的信号时，且信号幅度很小，二极管工作在静态工作点Q附近的小范围内,则可以在小范围内把V-I特性曲线看成是过Q点的切线。其斜率的倒数称微变电阻rd（动态电阻）小信号模型只用于动态分析，方程中求解的变量是信号量。（电压和电流瞬时值的变化量）rdD第33页，共53页，星期日，2025年，2月5日rd的计算rd与静态工作电流有关。第34页，共53页，星期日，2025年，2月5日3-4-2二极管模型分析法1、静态分析①图解法VDDVDIDRID=f（VD）VD=VDD-IDRVQIQ第35页，共53页，星期日，2025年，2月5日RVDDVDID②模型分析法理想模型VDD0:ID=VDD/RVD=0VDD0:ID=0VD=VDD恒压降模型VDDVF:VD=VF=0.7VID=(VDD-0.7)/RVDDVF:VD=VDDID=0VF=0.7VRVDDVDID第36页，共53页，星期日，2025年，2月5日折线模型VDDVth:ID=(VDD-Vth)/(R+rD)VD=Vth+IDrD=VDD-IDRVDDVth:ID=0VD=VDDVth=0.5VRVDDVDIDrD第37页，共53页，星期日，2025年，2月5日2、限幅电路VoR1KVR3VVi设二极管为理想二极管1)设Vi=0V、4V，求Vo二极管开路电压VDO=Vi-3VDO0Vi3V二极管导通VDO0Vi3V二极管截止Vi=4VVDO=1V二极管导通Vo=VR=3VVi=0VVDO=-3V二极管截止Vo=Vi=0V第38页，共53页，星期日，2025年，2月5日半导体二极管及其基本电路第1页，共53页，星期日，2025年，2月5日温度：温度上升，电阻率下降。锗由20℃上升到30℃，电阻率降低一半。掺杂：掺入少量的杂质，会使电阻率大大降低。纯硅中掺入百万分之一的硼，电阻率由2.3×105?·cm降至0.4?·cm。光照：光照使电阻率降低。利用半导体的这些特性制成了各种各样的半导体器件。引起导电性能产生很大变化的外界条件有：第2页，共53页，星期日，2025年，2月5日3-1-2锗、硅晶体的共价键结构1、原子结构硅+14锗+32共同特点：最外层具有4个价电子。+4第3页，共53页，星期日，2025年，2月5日2晶格与共价键半导体的共价键结构处于共价键中的电子称为束缚电子，能量小，不能参与导电。第4页，共53页，星期日，2025年，2月5日2-1-3本征半导体与本征激发本征半导体：高度纯净，结构完整的半导体。本征激发：束缚电子获得一定的能量，脱离共价键的束缚而成为自由电子的现象。(锗0.67ev硅1