電子電路技術(shù)第5章

1、第第5 5章章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)與半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)與 二級管電路二級管電路 本章首先介紹半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識，介紹本章首先介紹半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識，介紹PN結(jié)的單向?qū)щ娫?，然后著重介紹半導(dǎo)體二極管器結(jié)的單向?qū)щ娫?，然后著重介紹半導(dǎo)體二極管器件的外部特性和主要參數(shù)，為正確使用器件打下基件的外部特性和主要參數(shù)，為正確使用器件打下基礎(chǔ)，最后介紹幾種常用的二極管應(yīng)用電路。礎(chǔ)，最后介紹幾種常用的二極管應(yīng)用電路。2它們的最外層電子（價(jià)它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個。每個電子）都是四個。每個原子與晶格上相鄰的原子與晶格上相鄰的4個個原子共享價(jià)電子（使最原子共享價(jià)電子（使最外層達(dá)到最穩(wěn)定的外層達(dá)到最穩(wěn)定的

2、8個電個電子狀態(tài)，從而形成共價(jià)子狀態(tài)，從而形成共價(jià)鍵。鍵。 1、半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料 根據(jù)物體導(dǎo)電能力根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率電阻率)的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺和鍺Ge以及砷化鎵以及砷化鎵GaAs等。等。2、半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡化模型及晶體結(jié)構(gòu)硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡化模型及晶體結(jié)構(gòu)3n本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體n本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。物理結(jié)構(gòu)上呈單晶化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。體形態(tài)。n電子空穴對電子空穴對由熱激發(fā)而由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自由電子和

3、空穴對。產(chǎn)生的自由電子和空穴對。晶體中原子的排列方式晶體中原子的排列方式4n本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體n本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。物理結(jié)構(gòu)上呈單晶化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。體形態(tài)。n電子空穴對電子空穴對由熱激發(fā)而由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自由電子和空穴對。產(chǎn)生的自由電子和空穴對。晶體中原子的排列方式晶體中原子的排列方式自由電子自由電子空穴空穴價(jià)電子價(jià)電子 自由電子和空穴成對產(chǎn)生自由電子和空穴成對產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，電子空穴對的產(chǎn)生與溫度下，電子空穴對的產(chǎn)生與復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中電子空穴對濃度一定。電

4、子空穴對濃度一定。5n本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理外加電壓時(shí)，半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流外加電壓時(shí)，半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流n自由電子作定向運(yùn)動形成自由電子作定向運(yùn)動形成電子電流電子電流，類似金屬導(dǎo)體導(dǎo)電，類似金屬導(dǎo)體導(dǎo)電n相鄰價(jià)電子遞補(bǔ)空穴形成相鄰價(jià)電子遞補(bǔ)空穴形成空穴電流空穴電流。 能夠承載電流的粒子稱為載流子，半導(dǎo)體含有兩種載流子：能夠承載電流的粒子稱為載流子，半導(dǎo)體含有兩種載流子：自由電子和空穴。自由電子和空穴。n本征半導(dǎo)體中載流子濃度極小，導(dǎo)電性能很差；本征半導(dǎo)體中載流子濃度極小，導(dǎo)電性能很差；n溫度越高，本征半導(dǎo)體中載流子濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。溫度越高，本征半導(dǎo)體中載流

5、子濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。半導(dǎo)體導(dǎo)電能力受溫度影響很大。半導(dǎo)體導(dǎo)電能力受溫度影響很大。6n雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。性能發(fā)生顯著變化。1. N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中加入五價(jià)元素，這些五價(jià)元素在外層含在本征半導(dǎo)體中加入五價(jià)元素，這些五價(jià)元素在外層含有五個電子，除了四個與其周圍的半導(dǎo)體原子構(gòu)成共價(jià)鍵，有五個電子，除了四個與其周圍的半導(dǎo)體原子構(gòu)成共價(jià)鍵，還有一個電子成為自由電子，這種半導(dǎo)體中含有較高的自由還有一個電子成為自由電子，這種半導(dǎo)體中含有較高的自由電子濃度，電子濃度，

6、自由電子自由電子是多數(shù)載流子（是多數(shù)載流子（多子多子），），空穴空穴濃度較低，濃度較低，是少數(shù)載流子（是少數(shù)載流子（少子少子）。）。7+5 +4 +4 +4 余下的這個不受共價(jià)鍵束縛的價(jià)電子余下的這個不受共價(jià)鍵束縛的價(jià)電子, ,在室溫下獲得的熱能也可以使它掙脫在室溫下獲得的熱能也可以使它掙脫原子核的引力而成為自由電子。原子核的引力而成為自由電子。5 5價(jià)元素稱為價(jià)元素稱為施主雜質(zhì)施主雜質(zhì)，它失去一個價(jià)電子成為正離子，它失去一個價(jià)電子成為正離子，但不會產(chǎn)生空穴。正離子束縛在晶格中，不能象空穴那樣但不會產(chǎn)生空穴。正離子束縛在晶格中，不能象空穴那樣起導(dǎo)電作用。起導(dǎo)電作用。摻雜摻雜5價(jià)原子價(jià)原子8如果

7、在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素，則形成如果在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素，則形成P P型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，空穴空穴為為多數(shù)載流子多數(shù)載流子，而，而自由電子自由電子為為少數(shù)載流子少數(shù)載流子。2. P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+3 +4 +4 +4 摻雜的三價(jià)元素稱為受主雜質(zhì)，受主雜質(zhì)摻雜的三價(jià)元素稱為受主雜質(zhì)，受主雜質(zhì)接受一個電子后形成一個帶負(fù)電的負(fù)離子接受一個電子后形成一個帶負(fù)電的負(fù)離子但不會產(chǎn)生自由電子。負(fù)離子在晶格中不但不會產(chǎn)生自由電子。負(fù)離子在晶格中不能起導(dǎo)電作用。能起導(dǎo)電作用。摻雜半導(dǎo)體的多子濃度主要由摻雜濃度決定，所以其導(dǎo)電能力摻雜半導(dǎo)體的多子濃度主要由摻雜濃度決定，所以其導(dǎo)電能力也由摻雜濃度決定。

8、也由摻雜濃度決定。摻雜摻雜3價(jià)原子價(jià)原子9N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是自由電子；型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是自由電子；P型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴。型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴。不論是不論是N型半導(dǎo)體還是型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，雖然它們型半導(dǎo)體，雖然它們都有一種載流子占多數(shù)，但整個晶體仍然是都有一種載流子占多數(shù)，但整個晶體仍然是不帶電的，宏觀上保持電中性。不帶電的，宏觀上保持電中性。10n載流子的運(yùn)動載流子的運(yùn)動n載流子在電場作用下的漂移運(yùn)動載流子在電場作用下的漂移運(yùn)動沒有電場作用時(shí)沒有電場作用時(shí),半導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子和空穴的運(yùn)動是雜半導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子和空穴的運(yùn)動是雜亂無章的熱運(yùn)動，其運(yùn)動方向不斷改變，

9、因此從平均的意義亂無章的熱運(yùn)動，其運(yùn)動方向不斷改變，因此從平均的意義上來說不會產(chǎn)生電流。上來說不會產(chǎn)生電流。在電場作用下載流子的運(yùn)動稱為在電場作用下載流子的運(yùn)動稱為漂移運(yùn)動漂移運(yùn)動。由漂移運(yùn)動產(chǎn)生的電。由漂移運(yùn)動產(chǎn)生的電流為流為漂移電流漂移電流。電場電場 E +- -eq11n載流子的運(yùn)動載流子的運(yùn)動(續(xù)續(xù))n載流子的擴(kuò)散運(yùn)動載流子的擴(kuò)散運(yùn)動如果在半導(dǎo)體中兩個區(qū)域自由電子和空穴的濃度存在差異，如果在半導(dǎo)體中兩個區(qū)域自由電子和空穴的濃度存在差異，那么載流子將從濃度大的一邊向濃度小的一邊擴(kuò)散。那么載流子將從濃度大的一邊向濃度小的一邊擴(kuò)散。 由于濃度差引起的載流子由于濃度差引起的載流子運(yùn)動為運(yùn)動為擴(kuò)

10、散運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動。相應(yīng)產(chǎn)。相應(yīng)產(chǎn)生的電流為生的電流為擴(kuò)散電流擴(kuò)散電流。12nPN結(jié)結(jié)nPN結(jié)的形成結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。將將P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，P型型N型型+- - -E在在P型半導(dǎo)體一側(cè)，空穴濃度較高，型半導(dǎo)體一側(cè)，空穴濃度較高，而在而在N型半導(dǎo)體一側(cè)，自由電子濃型半導(dǎo)體一側(cè)，自由電子濃度較高，因此，界面處存在載流子度較高，因此，界面處存在載流子濃度梯度，產(chǎn)生多數(shù)載流子向?qū)γ鏉舛忍荻?，產(chǎn)生多數(shù)載流子向?qū)γ娴臄U(kuò)散運(yùn)動，的擴(kuò)散運(yùn)動，隨著擴(kuò)散的進(jìn)行界面附近載流子不斷復(fù)

11、合，留下帶電離子隨著擴(kuò)散的進(jìn)行界面附近載流子不斷復(fù)合，留下帶電離子形成空間電荷區(qū)（耗盡區(qū)），建立起內(nèi)建電場形成空間電荷區(qū)（耗盡區(qū)），建立起內(nèi)建電場E阻止多子阻止多子擴(kuò)散進(jìn)一步進(jìn)行。擴(kuò)散進(jìn)一步進(jìn)行?？昭昭娮与娮?3 另一方面，對進(jìn)入空間電荷區(qū)的少子，內(nèi)建電場又將其另一方面，對進(jìn)入空間電荷區(qū)的少子，內(nèi)建電場又將其驅(qū)動到對面（漂移運(yùn)動），在一定溫度下，如果無外界電驅(qū)動到對面（漂移運(yùn)動），在一定溫度下，如果無外界電場的作用，達(dá)到動態(tài)平衡，形成所謂場的作用，達(dá)到動態(tài)平衡，形成所謂PN結(jié)。這時(shí)的擴(kuò)散電結(jié)。這時(shí)的擴(kuò)散電流等于漂移電流。流等于漂移電流。PN結(jié)中沒有凈電流流動。結(jié)中沒有凈電流流動。P型型N型

12、型+- - -EPN結(jié)結(jié)空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)的叫法很多，有叫的叫法很多，有叫耗盡區(qū)耗盡區(qū)的，也有叫的，也有叫阻擋層阻擋層的。的。14nPN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)外加電場加入后，如果外電場方向與內(nèi)電場方向一致當(dāng)外加電場加入后，如果外電場方向與內(nèi)電場方向一致 ( 即，即，外加電壓正端接外加電壓正端接 N 區(qū)區(qū), 負(fù)端接負(fù)端接 P 區(qū)區(qū))，PNEUPN結(jié)加反向偏壓，不導(dǎo)電（截止）結(jié)加反向偏壓，不導(dǎo)電（截止）內(nèi)建電場得到加強(qiáng)，空間電荷區(qū)加寬，載流子更難通過，內(nèi)建電場得到加強(qiáng)，空間電荷區(qū)加寬，載流子更難通過，因而不能導(dǎo)電（截止）。因而不能導(dǎo)電（截止）。15nPN結(jié)的單向?qū)щ娦裕ɡm(xù)）結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

13、（續(xù)）當(dāng)外加電場方向與內(nèi)電場方向相反（即，外加電壓正端接當(dāng)外加電場方向與內(nèi)電場方向相反（即，外加電壓正端接P區(qū)，負(fù)端接區(qū)，負(fù)端接N 區(qū)），區(qū)），PNEUPN結(jié)加正向偏壓，導(dǎo)電（導(dǎo)通）結(jié)加正向偏壓，導(dǎo)電（導(dǎo)通）內(nèi)建電場受到削弱，空間電荷區(qū)變窄，載流子易于通過，內(nèi)建電場受到削弱，空間電荷區(qū)變窄，載流子易于通過，因而產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象（導(dǎo)通）。因而產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象（導(dǎo)通）。這種只有一種方向?qū)щ姷默F(xiàn)象稱為這種只有一種方向?qū)щ姷默F(xiàn)象稱為PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴＝Y(jié)的單向?qū)щ娦浴?6n半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管n半導(dǎo)體二極管的電路符號與基本結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管的電路符號與基本結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體二極管內(nèi)部就是一個半導(dǎo)體二極管內(nèi)部就是一

14、個PN結(jié)，將其封裝并接出兩個引結(jié)，將其封裝并接出兩個引出端，從出端，從 P 區(qū)引出的端稱為陽極（正極），從區(qū)引出的端稱為陽極（正極），從 N 區(qū)引出的區(qū)引出的端稱為陰極（負(fù)極）。電路符號如圖，端稱為陰極（負(fù)極）。電路符號如圖，陽極陽極陰極陰極D二極管電路符號二極管電路符號根據(jù)根據(jù)PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，二極管結(jié)的單向?qū)щ娦?，二極管只有當(dāng)陽極電位高于陰極電位時(shí)，只有當(dāng)陽極電位高于陰極電位時(shí)，才能按箭頭方向?qū)娏鳌２拍馨醇^方向?qū)娏?。符號箭頭指示方向?yàn)檎?，色點(diǎn)則表示該端為正極。符號箭頭指示方向?yàn)檎?，色點(diǎn)則表示該端為正極。為了防止使用時(shí)極性接錯，管殼上標(biāo)有為了防止使用時(shí)極性接錯，管殼上標(biāo)有 “ “

15、” ” 符號或色點(diǎn)，符號或色點(diǎn)，如果二極管極性接錯，不僅造成電路無法正常如果二極管極性接錯，不僅造成電路無法正常工作，還會燒壞二極管及電路中其他元件。工作，還會燒壞二極管及電路中其他元件。1718n半導(dǎo)體二極管的伏安特性半導(dǎo)體二極管的伏安特性DiDuDuDiDO正向?qū)ㄕ驅(qū)?.5鍺鍺 硅硅0.21. 正向特性正向特性外加正向電壓時(shí)，正向特性的起始部分，正向電流幾乎為零。外加正向電壓時(shí)，正向特性的起始部分，正向電流幾乎為零。這一段稱為這一段稱為 “死區(qū)死區(qū)”。對應(yīng)于二極管開始導(dǎo)通時(shí)的外加電壓稱。對應(yīng)于二極管開始導(dǎo)通時(shí)的外加電壓稱為為 “死區(qū)電壓死區(qū)電壓”。鍺管約為。鍺管約為0.2V, 硅管約

16、硅管約0.5V。正向電壓：導(dǎo)通時(shí)端電壓。正向電壓：導(dǎo)通時(shí)端電壓。 UD （鍺管約為（鍺管約為0.3V, 硅管約硅管約0.7V）19n半導(dǎo)體二極管的伏安特性（續(xù)）半導(dǎo)體二極管的伏安特性（續(xù)）2. 反向特性反向特性外加反向電壓不超過一定范圍時(shí)通過二極管的電流是少數(shù)外加反向電壓不超過一定范圍時(shí)通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動所形成的很小的反向電流，稱為載流子漂移運(yùn)動所形成的很小的反向電流，稱為反向飽和電流反向飽和電流或或漏電流漏電流。該電流受溫度影響很大。該電流受溫度影響很大。3. .擊穿特性擊穿特性 外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流會突然增大，這外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流會突然增

17、大，這種現(xiàn)象稱為擊穿（擊穿時(shí)，二極管失去單向?qū)щ娦裕７N現(xiàn)象稱為擊穿（擊穿時(shí)，二極管失去單向?qū)щ娦裕?對應(yīng)的對應(yīng)的電壓稱為電壓稱為擊穿電壓擊穿電壓。uDiDO正向?qū)ㄕ驅(qū)ǚ聪蚪刂狗聪蚪刂箵舸舸?.5鍺鍺 硅硅0.2反向飽和電流反向飽和電流20n二極管的電路模型二極管的電路模型在實(shí)際電路分析、設(shè)計(jì)中常使用逐段線性的二極管特性在實(shí)際電路分析、設(shè)計(jì)中常使用逐段線性的二極管特性1.1.理想二極管的電路模型：理想二極管的電路模型：iDuD0導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓UD與二極管材料有關(guān)與二極管材料有關(guān)2. .考慮導(dǎo)通電壓的二極管模型：考慮導(dǎo)通電壓的二極管模型：iDuD0_+uDiDuDUDuDUD+uDi

18、D_0i0u0i0uDDDD時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)0iu0iuDDDDDDUU時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)213. 考慮正向伏安特性曲線斜率的二極管電路模型考慮正向伏安特性曲線斜率的二極管電路模型 以動態(tài)電阻以動態(tài)電阻rD表示曲線的斜率表示曲線的斜率iDuD0UDuDUD+uDiD_DDDurirD22n理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例n限幅電路限幅電路uiuoRE輸入電壓為一正弦波。輸入電壓為一正弦波。電池電壓：電池電壓：E=4V8sinViut08t4ou0t截截止止截截止止當(dāng)輸入電壓小于電池電壓時(shí)，二極當(dāng)輸入電壓小于電池電壓時(shí)，二極管兩端電壓處于反向偏置，截止，管兩端電壓處于反向偏置，截止，沒有電流流

19、過，所以輸出電壓跟隨沒有電流流過，所以輸出電壓跟隨輸入電壓變化。輸入電壓變化。23n理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例n限幅電路限幅電路uiuoRE輸入電壓為一正弦波。輸入電壓為一正弦波。電池電壓：電池電壓：E=4V8sinViut08t4ou0t截截止止截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通導(dǎo)導(dǎo)通通 如果考慮二極管導(dǎo)通電壓，則如果考慮二極管導(dǎo)通電壓，則此時(shí)輸出電壓應(yīng)為此時(shí)輸出電壓應(yīng)為4.7V。當(dāng)輸入電壓大于電池電壓時(shí)，二當(dāng)輸入電壓大于電池電壓時(shí)，二極管兩端電壓處于正向偏置，導(dǎo)極管兩端電壓處于正向偏置，導(dǎo)通，二極管兩端電壓為通，二極管兩端電壓為0，所以輸，所以輸出電壓與電池電壓相同，為出電壓與電池電壓相同

20、，為4V。24n或門電路或門電路假定二極管導(dǎo)通電壓忽略不計(jì)，我們用列表的方法來假定二極管導(dǎo)通電壓忽略不計(jì)，我們用列表的方法來分析輸入信號分析輸入信號VA，VB和輸出信號和輸出信號VF的關(guān)系：的關(guān)系：VAVBVFD2D13V3V3V3V0V0V0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止截止截止3V0V3V3V如果定義如果定義 3V電平為邏輯電平為邏輯 1，0V電平為邏輯電平為邏輯 0，則，該電，則，該電路實(shí)現(xiàn)邏輯路實(shí)現(xiàn)邏輯“或或”的功能：的功能： F=A+BD1D2R- -12VVAVBVF25n半導(dǎo)體二極管主要參數(shù)半導(dǎo)體二極管主要參數(shù)uDiDOURWMIRIoMUBR1.

21、 最大整流電流最大整流電流 IoM：二極管長時(shí)間安全工作所允許流過的：二極管長時(shí)間安全工作所允許流過的最大正向平均電流。由最大正向平均電流。由PN結(jié)結(jié)面積和散熱條件決定，超結(jié)結(jié)面積和散熱條件決定，超過此值工作可能導(dǎo)致過熱而損壞。過此值工作可能導(dǎo)致過熱而損壞。2. 反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓URWM：為保證二極管不被反向擊穿而規(guī)定為保證二極管不被反向擊穿而規(guī)定的最大反向工作電壓，一般為反向擊穿電壓的一半。的最大反向工作電壓，一般為反向擊穿電壓的一半。26uDiDOURWMIRIOMUBR3. 反向電流反向電流 IR：二極管未被擊穿時(shí)，流過二極管的反向電流。二極管未被擊穿時(shí)，流過二極管的反向

22、電流。此值越小，單向?qū)щ娦栽胶?。硅管?yōu)于鍺管。此值越小，單向?qū)щ娦栽胶?。硅管?yōu)于鍺管。4. 最高工作頻率最高工作頻率 fM ：二極管維持單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l率。二極管維持單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l率。由于二極管中存在結(jié)電容，當(dāng)頻率很高時(shí)，電流可直接通由于二極管中存在結(jié)電容，當(dāng)頻率很高時(shí)，電流可直接通過結(jié)電容，破壞二極管的單向?qū)щ娦?。過結(jié)電容，破壞二極管的單向?qū)щ娦浴?7 例：例：二極管電路如圖，二極管電路如圖，D1、D2為理想二極管，試畫出為理想二極管，試畫出 10V ui 10V范圍內(nèi)的電壓傳輸特性曲線。范圍內(nèi)的電壓傳輸特性曲線。( )oiuf u10V5Viu 1）當(dāng)）當(dāng)D1管截止，管截止，

23、D2管導(dǎo)通。管導(dǎo)通。u 0 = 5V-50+5+10-10ui(V)+5-5uo5V5Viu 2）當(dāng)）當(dāng)D1管截止，管截止，D2管截止。管截止。u 0 = ui5V10Viu 3）當(dāng)）當(dāng)D1管導(dǎo)通，管導(dǎo)通，D2管截止。管截止。u0 = +5VuiuoRD15VD25V電路把超過電路把超過5V的輸入信的輸入信號部分限制掉。號部分限制掉。28 穩(wěn)壓管是一種特殊的硅二極管。它允許通過較大的反向電流，穩(wěn)壓管是一種特殊的硅二極管。它允許通過較大的反向電流，經(jīng)過特殊工藝使其反向擊穿電壓比普通二極管低得多（幾到幾十經(jīng)過特殊工藝使其反向擊穿電壓比普通二極管低得多（幾到幾十伏）。利用其反向擊穿特性，配以合適的電

24、阻，在電路中可起穩(wěn)伏）。利用其反向擊穿特性，配以合適的電阻，在電路中可起穩(wěn)壓的作用。壓的作用。 二極管在加反向偏置電壓時(shí)，處于截二極管在加反向偏置電壓時(shí)，處于截止?fàn)顟B(tài)，僅有很小的反向飽和電流。但是止?fàn)顟B(tài)，僅有很小的反向飽和電流。但是如果反向電壓增大到一定值時(shí)，如果反向電壓增大到一定值時(shí)，PN結(jié)的電結(jié)的電場強(qiáng)度太大，將導(dǎo)致二極管的場強(qiáng)度太大，將導(dǎo)致二極管的反向擊穿，這時(shí)，二極管反向反向擊穿，這時(shí)，二極管反向電流迅速增大而電壓卻基本不變電流迅速增大而電壓卻基本不變反向擊穿。反向擊穿。uDiD0UBR291. 穩(wěn)壓二極管的電路符號穩(wěn)壓二極管的電路符號DZ+-uzizDZ+-uziz2. 穩(wěn)壓二極管的

25、特性穩(wěn)壓二極管的特性izuz0當(dāng)穩(wěn)壓二極管處于正向偏置時(shí)，其特性和普通二極管相同。當(dāng)穩(wěn)壓二極管處于正向偏置時(shí)，其特性和普通二極管相同。當(dāng)穩(wěn)壓二極管處于反向偏置時(shí)，如果電壓較小，則二極管處當(dāng)穩(wěn)壓二極管處于反向偏置時(shí)，如果電壓較小，則二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，電流近似為于截止?fàn)顟B(tài)，電流近似為 0。如果電壓達(dá)到擊穿電壓值時(shí)，電流迅速增大，穩(wěn)壓二極管如果電壓達(dá)到擊穿電壓值時(shí)，電流迅速增大，穩(wěn)壓二極管處于穩(wěn)壓狀態(tài)。處于穩(wěn)壓狀態(tài)。UZ1）PN結(jié)易于擊穿（擊穿電壓比普通二極管低很多）。結(jié)易于擊穿（擊穿電壓比普通二極管低很多）。2）PN結(jié)面積大，散熱條件好，使反向擊穿是可逆的。結(jié)面積大，散熱條件好，使反向擊穿是可逆

26、的。特點(diǎn)特點(diǎn)30n穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)izuz0UZIZIZMUZIZ1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓UZ2）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流 IZ （保證穩(wěn)壓管穩(wěn)（保證穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的最小工作電流）。壓性能的最小工作電流）。 3）最大穩(wěn)定電流）最大穩(wěn)定電流 IZM 4）最大允許耗散功率）最大允許耗散功率PZM5）動態(tài)電阻）動態(tài)電阻6）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) UzmZZMPUI穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。zZzUrI動態(tài)電阻越小穩(wěn)壓管穩(wěn)壓效果越好動態(tài)電阻越小穩(wěn)壓管穩(wěn)壓效果越好穩(wěn)壓管受溫度變化的影響系數(shù)。穩(wěn)壓管受溫度變化的影響系數(shù)。不同型號的穩(wěn)不同型號的穩(wěn) 壓管，都規(guī)定一壓管，都規(guī)定一個最大穩(wěn)定電流，個最大穩(wěn)定電流， 防止穩(wěn)壓管過流發(fā)生熱擊穿而損壞。防止穩(wěn)壓管過流發(fā)生熱擊穿而損壞。31 整流電路的目的是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常整流電路的目的是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動