二極管PPT學(xué)習(xí)課件PPT課件

1、PN正極負(fù)極即 退出第1頁(yè)/共30頁(yè)半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。硅硅 ( Si ) 、鍺、鍺 ( Ge ) 原子結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)化模型：原子結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)化模型：+14284+3228418+4價(jià)電子慣性核 退出第2頁(yè)/共30頁(yè) 硅和鍺的單晶稱為硅和鍺的單晶稱為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。它們是制造。它們是制造半導(dǎo)體器件的基本材料。半導(dǎo)體器件的基本材料。+4+4+4+4+4+4+4+4 硅和鍺共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)示意圖：硅和鍺共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)示意圖：共價(jià)鍵 退出第3頁(yè)/共30頁(yè) 利用摻雜工藝，把利用摻雜工藝，把P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體在原子型半導(dǎo)體在原子

2、級(jí)上緊密結(jié)合，級(jí)上緊密結(jié)合，P P區(qū)與區(qū)與N N區(qū)的交界面就形成了區(qū)的交界面就形成了PNPN結(jié)。結(jié)。 摻雜摻雜N型P型PN結(jié) 退出第4頁(yè)/共30頁(yè) 晶體二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是一個(gè)晶體二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是一個(gè)PNPN結(jié)。就其結(jié)。就其伏安特性而言，它有不同的表示方法，或者表伏安特性而言，它有不同的表示方法，或者表示為不同形式的模型：示為不同形式的模型： 適于任一工作狀態(tài)的適于任一工作狀態(tài)的通用曲線模型通用曲線模型 便于計(jì)算機(jī)輔助分析的便于計(jì)算機(jī)輔助分析的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型直流簡(jiǎn)化電路模型直流簡(jiǎn)化電路模型交流小信號(hào)電路模型交流小信號(hào)電路模型 電路分析時(shí)采用的電路分析時(shí)采用的 退出第5頁(yè)/共30頁(yè)數(shù)學(xué)模型

3、數(shù)學(xué)模型伏安特性方程式伏安特性方程式) 1e (TSVVII理想模型：理想模型：修正模型：修正模型：) 1e (TSSnVIrVIIr rS S 體電阻體電阻 + + 引線接觸電阻引線接觸電阻 + + 引線電阻引線電阻其中：其中：n 非理想化因子非理想化因子I I 正常時(shí)正常時(shí): : n 1 1I I 過(guò)小或過(guò)大時(shí)過(guò)小或過(guò)大時(shí): n: n 2 2注意：注意：考慮到阻擋層內(nèi)產(chǎn)生的自由電子空穴對(duì)及表考慮到阻擋層內(nèi)產(chǎn)生的自由電子空穴對(duì)及表面漏電流的影響，實(shí)際面漏電流的影響，實(shí)際I IS S理想理想I IS S。 退出第6頁(yè)/共30頁(yè)曲線模型曲線模型伏安特性曲線伏安特性曲線V(BR)I (mA)V(V

4、)VD(on)-IS當(dāng)當(dāng)V VD(on)時(shí)時(shí) 二極管二極管導(dǎo)通導(dǎo)通當(dāng)當(dāng)V 0，則管子導(dǎo)通；反之截止。，則管子導(dǎo)通；反之截止。實(shí)際二極管：若實(shí)際二極管：若VVD(on)，管子導(dǎo)通；反之截止。，管子導(dǎo)通；反之截止。當(dāng)電路中存在多個(gè)二極管時(shí)，正偏電壓最大的管子當(dāng)電路中存在多個(gè)二極管時(shí)，正偏電壓最大的管子 優(yōu)先導(dǎo)通。其余管子需重新分析其工作狀態(tài)。優(yōu)先導(dǎo)通。其余管子需重新分析其工作狀態(tài)。 退出第12頁(yè)/共30頁(yè)（2 2）畫輸出信號(hào)波形方法）畫輸出信號(hào)波形方法 根據(jù)輸入信號(hào)大小根據(jù)輸入信號(hào)大小 判斷二極管的導(dǎo)通與截止判斷二極管的導(dǎo)通與截止 找出找出vO O與與vI I關(guān)系關(guān)系 畫輸出信號(hào)波形。畫輸出信號(hào)波

5、形。例例3 3：設(shè)二極管是理想的，：設(shè)二極管是理想的，vi =6sin=6sin t(V)t(V)，試畫，試畫vO O波形。波形。解：解：vi 2V時(shí)，時(shí)，D D導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則vO O= =vivi 2V時(shí)，時(shí)，D D截止，則截止，則vO O=2V由此可畫出由此可畫出vO O的波形。的波形。 +-DV+-+-2V100RvO Ovit620vi(V)vO O(V)t026 退出第13頁(yè)/共30頁(yè)小信號(hào)分析法小信號(hào)分析法 即將電路中的二極管用小信號(hào)電路模型代替，利用即將電路中的二極管用小信號(hào)電路模型代替，利用得到的小信號(hào)等效電路分析電壓或電流的變化量。得到的小信號(hào)等效電路分析電壓或電流的變化量

6、。分析步驟：分析步驟： 將直流電源短路，畫交流通路。將直流電源短路，畫交流通路。 用小信號(hào)電路模型代替二極管，得小信號(hào)等效電路。用小信號(hào)電路模型代替二極管，得小信號(hào)等效電路。 利用小信號(hào)等效電路分析電壓與電流的變化量。利用小信號(hào)等效電路分析電壓與電流的變化量。 退出第14頁(yè)/共30頁(yè)電源設(shè)備組成框圖：電源設(shè)備組成框圖：電電 源源變壓器變壓器整流整流電路電路濾波濾波電路電路穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路電路vivO Otvitv1tv2tv3tvO O 退出第15頁(yè)/共30頁(yè) 整流電路整流電路整流與穩(wěn)壓電路整流與穩(wěn)壓電路D+-+-RvO Ovi當(dāng)當(dāng)vi 0V時(shí)，時(shí)，D D導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則vO O= =vi當(dāng)當(dāng)vi

7、 0V時(shí)，時(shí)，D D截止，則截止，則vO O=0V由此，利用二極管的單向?qū)в纱?，利用二極管的單向?qū)щ娦?，?shí)現(xiàn)了電性，實(shí)現(xiàn)了半波整流半波整流。 若輸入信號(hào)為正弦波：若輸入信號(hào)為正弦波： 平均值：平均值： imo1VVVOt0vit0vO O 退出第16頁(yè)/共30頁(yè) 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路某原因某原因VO IZ I 限流電阻限流電阻R：保證穩(wěn)壓管工作在保證穩(wěn)壓管工作在Izmin Izmax之間之間穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理： VO VR VO= VZ輸出輸出電壓：電壓：D+-+-RRLILVIVOIZI 退出第17頁(yè)/共30頁(yè)限幅電路限幅電路( (或削波電路或削波電路） V2viV1時(shí)，時(shí)，D1、D2截止截止,

8、 ,vo= =vi t0vit0vO OVi V1時(shí)，時(shí)，D1導(dǎo)通、導(dǎo)通、D2截止截止, ,vo= =V1 Vi V2時(shí)，時(shí)，D2導(dǎo)通、導(dǎo)通、D1截止截止, ,vo= =V2 由此由此 ，電路實(shí)現(xiàn)雙向限幅功能。，電路實(shí)現(xiàn)雙向限幅功能。vO Ovi+-D1+-+-RD2V1-V2+-其中其中：V1為上為上限幅電平，限幅電平， V2為下為下限幅電平。限幅電平。V1-V2-V2V1 退出第18頁(yè)/共30頁(yè)1.3 1.3 晶體二極管電路的分析方法晶體二極管電路的分析方法 二極管 = PN結(jié) + 管殼 + 引線NP結(jié)構(gòu)符號(hào)陽(yáng)極+陰極-一、晶體二極管模型一、晶體二極管模型第19頁(yè)/共30頁(yè) 1. 二極管結(jié)

9、構(gòu)(1) 點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路N型 鍺正 極 引 線負(fù) 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲第20頁(yè)/共30頁(yè)(3) 平面型二極管 用于集成電路制造工藝中PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中(2) 面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路SiO2正 極 引 線負(fù) 極 引 線N型 硅P型 硅負(fù) 極 引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小 球底 座第21頁(yè)/共30頁(yè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：E點(diǎn)接觸型二極管的結(jié)面積小、電容小，適點(diǎn)接觸型二極管的結(jié)面積小、電容小，適用于高頻、小電流的整流、檢波、混頻電路用于高頻、小電流的整流、檢波、混頻電路等

10、。等。 E面接觸型二極管的結(jié)面積大、結(jié)電容大，面接觸型二極管的結(jié)面積大、結(jié)電容大，一般工作于低頻電路下。一般工作于低頻電路下。E硅平面型二極管的結(jié)面積大，通過(guò)的電流硅平面型二極管的結(jié)面積大，通過(guò)的電流也大。也大。第22頁(yè)/共30頁(yè)2. 晶體二極管型號(hào)晶體二極管型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，P為普通管，Z為整流管，K為開(kāi)關(guān)管。代表器件的材料，A為N型Ge，B為P型Ge， C為N型Si， D為P型Si。2代表二極管，3代表三極管。第23頁(yè)/共30頁(yè)半導(dǎo)體二極管圖片二極管圖片1123Exit第24頁(yè)/共30頁(yè) 使用時(shí)注意選擇兩個(gè)重要參數(shù)：使用時(shí)注意選擇兩個(gè)重要參數(shù)： 最大整流電流與最高反向工作電壓最大整流電流與最高反向工作電壓1 1、最大整流電流：指長(zhǎng)期運(yùn)用時(shí)流過(guò)晶體二極管的最大正向電、最大整流電流：指長(zhǎng)期運(yùn)用時(shí)流過(guò)晶體二極管的最大正向電流。流。2 2、最高反向工作電壓：指晶體二極管所能承受的反響電壓值。、最高反向工作電壓：指晶體二極管所能承受的反響電壓值。若超過(guò)此值，就會(huì)造成管子的反向擊穿。若超過(guò)此值，就會(huì)