《极管及应用》PPT课件.ppt

2 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。,小功率二极管,大功率二极管,稳压二极管,发光二极管,一、二极管的组成,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,开启电压,反向饱和电流,击穿电压,温度的电压当量,二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。,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,增大1倍/10,三、二极管的等效电路,理想二极管,近似分析中最常用,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！,1.将伏安特性折线化,？,100V？5V？1V？,7,【例 4.3.1】电路如图(a)所示，计算二极管中的电流 ID。已知二极管的导通电压UD(on)=0.6 V，交流电阻 rD 近似为零。,解：可以判断二极管处于导通状态，将相应的电路模型代入，得到图(b)。节点 A 的电压 UA=E-I1R1=-I2R2=-E+UD(on)=-5.4，解得 I1=5.7 mA，I2=5.4 mA，于是 ID=I1+I2=11.1 mA。,2.微变等效电路,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,四、二极管的主要参数,交流等效电阻最大整流电流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,10,二极管应用电路举例,一、整流电路,例分析图(a)所示的二极管整流电路的工作原理，其中二极管D的导通电压UD(on)=0.7 V，交流电阻rD 0。输入电压ui的波形如图(b)所示。,解：当ui 0.7 V时，D处于导通状态，等效成短路，所以输出电压uo=ui-0.7；当ui 0.7 V时，D处于截止状态，等效成开路，所以uo=0。于是可以根据ui的波形得到uo的波形，如图(b)所示，传输特性则如图(c)所示。电路实现的是半波整流，但是需要在ui的正半周波形中扣除UD(on)得到输出。,11,二、限幅电路,例二极管限幅电路如图(a)所示，其中二极管D的导通电压UD(on)=0.7 V，交流电阻rD 0。输入电压ui的波形在图(b)中给出，作出输出电压uo的波形。,解：首先判断二极管是导通或截止.当ui 2.7 V时，D导通，所以uo=2.7 V；当ui 2.7 V时，D截止，其支路等效为开路，uo=ui。于是得到uo的波形，如图(c)所示，该电路把ui超出2.7 V的部分削去后输出，是上限幅电路。,12,例二极管限幅电路如图(a)所示，其中二极管D1和D2的导通电压UD(on)=0.3 V，交流电阻rD 0。输入电压ui的波形在图(b)中给出，作出输出电压uo的波形。,首先判断二极管是导通或截止.,解：当ui-2.3 V时，D1截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D1实现了下限幅；当ui 2.3 V时，D2导通，uo=2.3 V；当ui 2.3 V时，D2截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D2实现了上限幅。综合uo的波形如图(c)所示，该电路把ui超出 2.3 V的部分削去后进行输出，完成双向限幅。,13,三、电平选择电路,例图(a)给出了一个二极管电平选择电路，其中二极管D1和D2为理想二极管，输入信号ui1和ui2波形如图(b)所示。分析电路的工作原理，并作出输出信号uo的波形。,解:当tT3时,D1,D2也同时导通，uo=ui1=ui2=0。该电路完成低电平选择功能，并实现了逻辑“与”运算。,