清华模电数电课件第3讲半导体二极管.ppt

第三讲 半导体二极管,一、二极管的组成,二、二极管的伏安特性及电流方程,三、二极管的等效电路,四、二极管的主要参数,五、稳压二极管,一、二极管的组成,将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。,点接触型：结面积小，结电容小故结允许的电流小最高工作频率高,面接触型：结面积大，结电容大故结允许的电流大最高工作频率低,平面型：结面积可小、可大小的工作频率高大的结允许的电流大,二、二极管的伏安特性及电流方程 二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性,开启电压,反向饱和电流,击穿电压,温度的电压当量,从二极管的伏安特性可以反映出：1.单向导电性,2.伏安特性受温度影响,T（）在电流不变情况下管压降u 反向饱和电流IS，U(BR)T（）正向特性左移，反向特性下移,正向特性为指数曲线,反向特性为横轴的平行线,三、二极管的等效电路 1.将伏安特性折线化,理想二极管,近似分析中最常用,理想开关导通时 UD0截止时IS0,导通时UDUon截止时IS0,导通时i与u成线性关系,应根据不同情况选择不同的等效电路！,三、二极管的等效电路,Q越高，rd越小。,当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。,ui=0时直流电源作用,小信号作用,静态电流,2.微变等效电路,四、二极管的主要参数,最大整流电流IF：最大平均值最大反向工作电压UR：最大瞬时值反向电流 IR：即IS最高工作频率fM：因PN结有电容效应,结电容为扩散电容（Cd）与势垒电容（Cb）之和。,扩散路程中电荷的积累与释放,空间电荷区宽窄的变化有电荷的积累与释放,五、稳压二极管,1.伏安特性,进入稳压区的最小电流,不至于损坏的最大电流,由一个PN结组成，反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变，为稳定电压。,2.主要参数,稳定电压UZ、稳定电流IZ,最大功耗PZM IZM UZ,动态电阻rzUZ/IZ,六、其它类型二极管,一.发光二极管 发光二极管包括可见光,不可见光,激光等不同的类型,这里只对可见光发光二极管做一简单介绍 发光二极管的发光颜色决定于所用材料,目前有红,绿,黄,橙等色,可以制成各种形状,如长方型,圆形见图(a)所示等.图(b)所示为发光二极管的符号.,图1.2.12 发光二极管,二.光电二极管,光电二极管是远红外线接受管,是一种光能与电能进行转换的器件.它的几种常见外形如图1.2.13(a)所示,符号见图(b)图1.2.14(a)所示为光电二极管的伏安特性.在无光照时,与普通二极管一样,具有单向导电性.有光照时,特性曲线下移,它们分布在第三,四象限内.,图1.2.13 光电二极管的外形和符号,图1.2.14 光电二极管的伏安特性,特性曲线在第四象限时呈光电池特性,图(b).(c).(d).所示分别是光电二极管工作在特性曲线的第一,三,四象限时原理电路.除上述特殊二极管外,还有利用PN结势垒电容制成的变容二极管.例1.2.3见右图,图1.2.15 例图1.2.3 电路图,讨论1 判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。,判断二极管工作状态的方法？,讨论2 电路如图所示，已知ui5sint(V)，二极管导通电压UD0.7V。试画出ui与uO的波形，并标出幅值。,