第二章半導(dǎo)體二極管及其基本電路ppt課件

1、第五節(jié)第五節(jié) 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 第一節(jié)第一節(jié) 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二節(jié)第二節(jié) PN結(jié)的形成及特性結(jié)的形成及特性第四節(jié)第四節(jié) 特殊二極管特殊二極管第三節(jié)第三節(jié) 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管第二章第二章 半導(dǎo)體二極管及其基本電路半導(dǎo)體二極管及其基本電路 教學(xué)目的和要求：教學(xué)目的和要求： 1.1.理解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)。理解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)。 2.2.掌握掌握PNPN結(jié)的形成及特性。結(jié)的形成及特性。 3.3.掌握半導(dǎo)體二極管的知識(shí)和電路分析方法。掌握半導(dǎo)體二極管的知識(shí)和電路分析方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：重點(diǎn)：PNPN結(jié)的形成及特性，二極管基本電路及其分析方法。結(jié)的形成

2、及特性，二極管基本電路及其分析方法。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：PNPN結(jié)的形成、二極管的小信號(hào)分析法。結(jié)的形成、二極管的小信號(hào)分析法。 一、一、 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：導(dǎo)體： 自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。導(dǎo)體。絕緣體：絕緣體： 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡膠、陶瓷、有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡膠、陶瓷、塑料和石英。塑料和石英。半導(dǎo)體：半導(dǎo)體： 半導(dǎo)體是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體，半導(dǎo)體是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體，在一定條件下可導(dǎo)電。典型的半導(dǎo)體有硅在一定條件下可導(dǎo)電。典型的半導(dǎo)體

3、有硅SiSi和鍺和鍺GeGe以及砷化鎵以及砷化鎵GaAsGaAs等。等。第一節(jié)第一節(jié) 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：（1 1當(dāng)受外界熱和光的刺激時(shí)，它的導(dǎo)電能力發(fā)生顯著變化。當(dāng)受外界熱和光的刺激時(shí)，它的導(dǎo)電能力發(fā)生顯著變化。 熱敏電阻：鈷、錳、鎳等氧化物熱敏電阻：鈷、錳、鎳等氧化物 光敏電阻：鎘、鉛等硫化物或硒化物光敏電阻：鎘、鉛等硫化物或硒化物（2 2往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng)

4、。例：硅中摻入明顯增強(qiáng)。例：硅中摻入1%1%硼，硅電阻率從硼，硅電阻率從20002000歐減小到歐減小到0.0040.004歐。歐。 利用這種特征做成二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等。利用這種特征做成二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等。半導(dǎo)體的特點(diǎn)：半導(dǎo)體的特點(diǎn)：二、二、 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體是一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的本征半導(dǎo)體是一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。半導(dǎo)體晶體。 制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%99.9999999%，常稱為，常稱為“九個(gè)九個(gè)9”9”。 它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。

5、電子技術(shù)中用的最多的是硅和鍺。電子技術(shù)中用的最多的是硅和鍺。 1、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)）、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)）GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。 硅和鍺都是四價(jià)元素，最外層原子軌道上有四個(gè)電硅和鍺都是四價(jià)元素，最外層原子軌道上有四個(gè)電子。外層電子受原子核的束縛力最小，成為價(jià)電子，物子。外層電子受原子核的束縛力最小，成為價(jià)電子，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是由價(jià)電子決定的。質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是由價(jià)電子決定的。 動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示SiSi晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體

6、點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的晶硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：體結(jié)構(gòu)：演示演示硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共共價(jià)鍵共用電子對(duì)用電子對(duì)+4+4+4+4+4+4表示表示除去價(jià)除去價(jià)電子后電子后的原子的原子 共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵

7、成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。很弱。 形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。定結(jié)構(gòu)。 共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。則排列，形成晶體。+4+4+4+42 2、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)理在熱力學(xué)溫度絕對(duì)在熱力學(xué)溫度絕對(duì)0 0度度T=0KT=0K和沒有外界激發(fā)時(shí)和沒有外界激發(fā)時(shí), ,價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可

8、以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子即載流子），它的導(dǎo)電能力為動(dòng)的帶電粒子即載流子），它的導(dǎo)電能力為 0 0，相當(dāng)，相當(dāng)于絕緣體。于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的隨機(jī)熱振動(dòng)能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同隨機(jī)熱振動(dòng)能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。（1 1載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴示意圖示意圖+4+4+4+4自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重

9、要特點(diǎn)空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重要特點(diǎn)（2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+4+4+4+4 在其它力的作用下，空穴在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴的移動(dòng)動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴的移動(dòng)產(chǎn)生了電流，與自由電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了電流，與自由電子運(yùn)動(dòng)方向相反。方向相反。 本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。電子和空穴。動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型電流形成電流形成 溫度越高，載流子的

10、濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能溫度越高，載流子的濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，力越強(qiáng)。溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流?？昭ㄒ苿?dòng)產(chǎn)生的電流。 電流的方向與電子移動(dòng)的方向相反，與空穴移動(dòng)的方電流的方向與電子移動(dòng)的方向相反，與空穴移動(dòng)的方向相同。本征半導(dǎo)體中，產(chǎn)生電流的根本原因是由

11、于共價(jià)向相同。本征半導(dǎo)體中，產(chǎn)生電流的根本原因是由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)了空穴。由于空穴數(shù)量有限，所以其電阻率很大。鍵中出現(xiàn)了空穴。由于空穴數(shù)量有限，所以其電阻率很大。 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)三價(jià)或五價(jià)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)三價(jià)或五價(jià)元素），就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原元素），就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為空型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為空穴半導(dǎo)體）。穴半導(dǎo)體）。N 型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為

12、型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為電子半導(dǎo)體）。電子半導(dǎo)體）。三、三、 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體1、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體演示演示 在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷或銻），在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子

13、就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子。施主原子。+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子N 型半導(dǎo)體中的型半導(dǎo)體中的載流子是什么？載流子是什么？ 摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子為多以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子為多數(shù)載流子多子），空穴稱為少數(shù)載流子少子）。數(shù)載流子多子），空穴稱為少數(shù)載流子少子）。本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。2 2、P P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少

14、量的三價(jià)元素，如硼或銦），在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所子。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。以稱為受主原子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子P 型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。型

15、半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。3、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。質(zhì)濃度相等。帶正電的磷離子帶正電的磷離子帶負(fù)電的硼離子帶負(fù)電的硼離子自由電子自由電子空穴空穴一、一、 PNPN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 P 型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，

16、在它們的交界面處就形型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了成了PN PN 結(jié)。結(jié)。第二節(jié)第二節(jié) PNPN結(jié)的形成及特性結(jié)的形成及特性P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)E E漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬空間電荷區(qū)越寬內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。也稱耗盡層。留下了帶負(fù)電的雜質(zhì)離留下了帶負(fù)電的雜質(zhì)離子硼離子）子硼離子）留下了帶正電的雜質(zhì)離留下了帶正電的雜質(zhì)離子磷離子）子磷

17、離子）漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)E E 所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)的平所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。固定不變。+空間空間電荷電荷區(qū)區(qū)N型區(qū)型區(qū)P型區(qū)型區(qū)電位電位V VV0接觸接觸電位差）電位差）動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示PN結(jié)以結(jié)以外的區(qū)外的區(qū)域要保域要保持電中持電中性，所性，所以是等以是等電位的電位的PN結(jié)的形成結(jié)的形成2 2、 空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P P中的空穴、中的空穴、N N區(qū)

18、區(qū) 中的中的電子都是多子向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。電子都是多子向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3 3、 P P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和 N N區(qū)中的空穴都是少），數(shù)量區(qū)中的空穴都是少），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。有限，因此由它們形成的電流很小。注意注意: :1 1、空間電荷區(qū)又稱耗盡層或勢(shì)壘區(qū)中沒有載流、空間電荷區(qū)又稱耗盡層或勢(shì)壘區(qū)中沒有載流子。子。 PN 結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是： P 區(qū)加區(qū)加正、正、N 區(qū)加負(fù)電壓。區(qū)加負(fù)電壓。 PN 結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是： P區(qū)加區(qū)加負(fù)、負(fù)、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加

19、正電壓。二、二、 PNPN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)具有單向?qū)щ娦?，若外加電壓使電流從結(jié)具有單向?qū)щ娦?，若外加電壓使電流從P區(qū)流到區(qū)流到N區(qū)，區(qū)， PN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。 +RE1 1、PN PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。較大的擴(kuò)散電流?？湛昭ㄑ娮与娮友菔狙菔綪N結(jié)加正向電壓結(jié)加正向電壓2 2、PN PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)

20、，多子的強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。擴(kuò)散受抑制。少子漂移加少子漂移加強(qiáng)，但少子強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，數(shù)量有限，只能形成較只能形成較小的反向電小的反向電流。流。RE空穴空穴電子電子演示演示PN結(jié)加反向電壓結(jié)加反向電壓3 3、PN PN 結(jié)的伏安特性結(jié)的伏安特性V-IV-I） PNPN結(jié)加正向電壓正向結(jié)加正向電壓正向偏置電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，偏置電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流具有較大的正向擴(kuò)散電流稱為正向電流稱為正向電流IFIF）；）；PNPN結(jié)結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流具有很小的反向漂移電流稱為反向飽和電流稱為反向飽和電流ISIS） 。由此可以

21、得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PNPN結(jié)具結(jié)具有單向?qū)щ娦?。有單向?qū)щ娦浴?根據(jù)理論分析，根據(jù)理論分析，PNPN結(jié)兩端的電壓結(jié)兩端的電壓V V與流過與流過PNPN結(jié)的電流結(jié)的電流I I之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： 1DTvVDSiIe其中：其中：iD iD 為為PNPN結(jié)的電流；結(jié)的電流； IS IS 為為PNPN結(jié)的反向飽和電流；典型值結(jié)的反向飽和電流；典型值10-8-10-8-10-14A10-14A； vD vD 為為PNPN結(jié)的兩端的外加電壓；結(jié)的兩端的外加電壓； VT VT 稱為溫度的電壓當(dāng)量，在溫度為稱為溫度的電壓當(dāng)量，在溫度為300K(27300K(27C) C) 時(shí)，時(shí)， VT

22、VT 約為約為26mV26mV； （1當(dāng)當(dāng)PN結(jié)正偏時(shí)，如果結(jié)正偏時(shí)，如果vD VT 幾倍以上，上式可幾倍以上，上式可改寫為改寫為 ：0.026DDTvvVDSSiI eI e即二極管的電流即二極管的電流iDiD隨隨vDvD按指數(shù)規(guī)律變化。按指數(shù)規(guī)律變化。 （2當(dāng)當(dāng)PN結(jié)反偏時(shí)，結(jié)反偏時(shí)， vD為負(fù)值。假如為負(fù)值。假如-vD VT 幾倍幾倍以上，指數(shù)項(xiàng)趨今于零。以上，指數(shù)項(xiàng)趨今于零。DSiI 三、三、 PNPN結(jié)的反向擊穿結(jié)的反向擊穿 二極管處于反向偏置時(shí)，在一定的電壓范圍內(nèi)，流過二極管處于反向偏置時(shí)，在一定的電壓范圍內(nèi)，流過PNPN結(jié)的電流很小，但電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流急劇結(jié)的電流很小

23、，但電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流急劇增加，這種現(xiàn)象我們就稱為反向擊穿。增加，這種現(xiàn)象我們就稱為反向擊穿。 發(fā)生擊穿時(shí)的反偏電壓稱為發(fā)生擊穿時(shí)的反偏電壓稱為PNPN結(jié)的反向擊穿電壓結(jié)的反向擊穿電壓VBRVBR。 擊穿形式分為兩種：雪崩擊穿和齊納擊穿。擊穿形式分為兩種：雪崩擊穿和齊納擊穿。齊納擊穿：齊納擊穿： 高摻雜情況下，耗盡層很窄，宜于形成強(qiáng)電高摻雜情況下，耗盡層很窄，宜于形成強(qiáng)電場(chǎng)，而破壞共價(jià)鍵，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛形場(chǎng)，而破壞共價(jià)鍵，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛形成電子空穴對(duì)，致使電流急劇增加。成電子空穴對(duì)，致使電流急劇增加。雪崩擊穿：雪崩擊穿： 如果攙雜濃度較低，不會(huì)形成齊納擊穿，而如果攙雜

24、濃度較低，不會(huì)形成齊納擊穿，而當(dāng)反向電壓較高時(shí)，能加快少子的漂移速度，從當(dāng)反向電壓較高時(shí)，能加快少子的漂移速度，從而把電子從共價(jià)鍵中撞出形成電子空穴對(duì)碰而把電子從共價(jià)鍵中撞出形成電子空穴對(duì)碰撞電離），形成雪崩式的連鎖反應(yīng)。撞電離），形成雪崩式的連鎖反應(yīng)。PNPN結(jié)被擊穿后，結(jié)被擊穿后，PNPN結(jié)上的壓降高，電流大，功率大。結(jié)上的壓降高，電流大，功率大。當(dāng)當(dāng)PNPN結(jié)上的功耗使結(jié)上的功耗使PNPN結(jié)發(fā)熱，并超過它的耗散功率時(shí)，結(jié)發(fā)熱，并超過它的耗散功率時(shí)，PNPN結(jié)將發(fā)生熱擊穿。這時(shí)結(jié)將發(fā)生熱擊穿。這時(shí)PNPN結(jié)的電流和溫度之間出現(xiàn)惡結(jié)的電流和溫度之間出現(xiàn)惡性循環(huán)，最終將導(dǎo)致性循環(huán)，最終將導(dǎo)致P

25、NPN結(jié)燒毀。結(jié)燒毀。 PNPN結(jié)的電擊穿是可逆擊穿，及時(shí)把偏壓調(diào)低，結(jié)的電擊穿是可逆擊穿，及時(shí)把偏壓調(diào)低，PNPN結(jié)結(jié)即恢復(fù)原來特性。電擊穿特點(diǎn)可加以利用如穩(wěn)壓管）。即恢復(fù)原來特性。電擊穿特點(diǎn)可加以利用如穩(wěn)壓管）。熱擊穿就是燒毀，是不可逆擊穿。使用時(shí)盡量避免。熱擊穿就是燒毀，是不可逆擊穿。使用時(shí)盡量避免。擊穿并不意味著擊穿并不意味著PN結(jié)燒壞結(jié)燒壞一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)PN PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。二極結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。 ak二極管的電路符號(hào)：二極管的電路

26、符號(hào)：第三節(jié)第三節(jié) 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管1 1、點(diǎn)接觸型二極管、點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。用于檢波和變頻等高頻電路。2、 面接觸型二極管面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。于工頻大電流整流電路。3、 平面型二極管平面型二極管 往往用于集成電路制造工往往用于集成電路制造工藝中。藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。于高頻整流和開關(guān)電路中。二、伏安特性二、伏安特性根據(jù)理論推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示根據(jù)理論推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示 式中式中IS 為

27、反向飽和電流，為反向飽和電流，V 為二極管兩端的電壓降為二極管兩端的電壓降，VT =kT/q 稱為溫度的電壓當(dāng)量，稱為溫度的電壓當(dāng)量，k為玻耳茲曼常數(shù)，為玻耳茲曼常數(shù)，q 為電子電荷量，為電子電荷量，T 為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫相當(dāng)為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫相當(dāng)T=300 K），則有），則有VT=26 mV。) 1(eTSVVIIVI門坎電壓門坎電壓Vth死區(qū)死區(qū)電壓電壓 硅管硅管0.5V,鍺鍺管管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,0.60.7V,鍺管鍺管0.20.3V0.20.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓VBR半導(dǎo)體二極半導(dǎo)體二極管的伏安特管的伏安特性曲線如圖性曲線如圖所

28、示。處于所示。處于第一象限的第一象限的是正向伏安是正向伏安特性曲線，特性曲線，處于第三象處于第三象限的是反向限的是反向伏安特性曲伏安特性曲線。線。1、正向特性、正向特性當(dāng)當(dāng)V0即處于正向即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：為兩段：當(dāng)當(dāng)0VVth時(shí)，時(shí)，正向電流為零，正向電流為零，Vth稱為稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)當(dāng)VVth時(shí)，開始時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。數(shù)規(guī)律增長。 2、反向特性、反向特性當(dāng)當(dāng)V0時(shí)，即處于時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：分兩個(gè)區(qū)域：當(dāng)當(dāng)VBRV0時(shí)，時(shí)，反向電流很

29、小，且基本不反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流飽和電流IS 。當(dāng)當(dāng)VVBR時(shí)，反向時(shí)，反向電流急劇增加，電流急劇增加， 稱為二稱為二極管的反向擊穿極管的反向擊穿 。 三、二極管的主要參數(shù)三、二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流最大整流電流 IF 二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。電流。 2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓VBR 二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過

30、熱而燒壞。手冊(cè)上給二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓出的最高反向工作電壓VWRMVWRM一般是一般是VBRVBR的一半。的一半。3. 反向電流反向電流 IR 指管子未擊穿時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的指管子未擊穿時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的

31、應(yīng)用是主要利用以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。介紹兩個(gè)交流參數(shù)。4、極間電容、極間電容 二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢(shì)二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢(shì)壘電容壘電容CB和擴(kuò)散電容和擴(kuò)散電容CD。 （1勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容CB PN結(jié)交界處形成的勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，結(jié)交界處形成的勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時(shí)，就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變當(dāng)電壓變化時(shí)，就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢(shì)壘

32、電容?；?，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢(shì)壘電容。 當(dāng)外加電壓使當(dāng)外加電壓使PNPN結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，勢(shì)壘區(qū)的結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，勢(shì)壘區(qū)的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)PNPN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。也隨之變化，猶如電容的充放電。 反向勢(shì)壘電容反向勢(shì)壘電容CBCB在反向偏置時(shí)顯得更加重要。在反向偏置時(shí)顯得更加重要。（2 2擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容CDCD 為了形成正向電流擴(kuò)散電為了形成正向電流擴(kuò)散電流），注入流），注入P P 區(qū)的少子電子區(qū)的少子電子在在P P 區(qū)有濃度差，越靠近區(qū)有濃度差，越靠近PNPN結(jié)濃結(jié)濃度越大，即在度越大，即在P P 區(qū)

33、有電子的積累。區(qū)有電子的積累。同理，在同理，在N N 區(qū)有空穴的積累。區(qū)有空穴的積累。 正向電壓增大，正向電流大，正向電壓增大，正向電流大，積累的積累的( (充入充入) )電荷多。相反，正電荷多。相反，正向電流小，放出電荷少。載流子向電流小，放出電荷少。載流子隨外加電壓的變化就構(gòu)成擴(kuò)散電隨外加電壓的變化就構(gòu)成擴(kuò)散電容容CDCD。 PNPN結(jié)正偏時(shí)，積累在結(jié)正偏時(shí)，積累在P P區(qū)的電區(qū)的電子和子和N N區(qū)的空穴隨正向電壓的增加區(qū)的空穴隨正向電壓的增加增加得快，擴(kuò)散電容較大。反向增加得快，擴(kuò)散電容較大。反向可忽略?？珊雎?。 勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容。PNP

34、N結(jié)在反偏結(jié)在反偏時(shí)主要考慮勢(shì)壘電容。時(shí)主要考慮勢(shì)壘電容。PNPN結(jié)在正偏時(shí)主要考慮擴(kuò)散電容。結(jié)在正偏時(shí)主要考慮擴(kuò)散電容。 高頻運(yùn)用時(shí)，對(duì)于二極管的高頻運(yùn)用時(shí)，對(duì)于二極管的PNPN結(jié)必須考慮結(jié)電結(jié)必須考慮結(jié)電容的影響。容的影響。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng)的綜合效應(yīng)rdPN結(jié)高結(jié)高頻等頻等效電效電路路部分國產(chǎn)半導(dǎo)體高頻二極管參數(shù)表部分國產(chǎn)半導(dǎo)體高頻二極管參數(shù)表 (P43)1211502505.01501002AP71611502502.540202AP1最大整流電流mA極間電容 Pf最高工作頻率MHZ反向電流A正向電流 mA反向擊穿電壓 V最高反向工作電壓（峰值V參參數(shù)數(shù)型號(hào)

35、部分國產(chǎn)半導(dǎo)體整流二極管參數(shù)表部分國產(chǎn)半導(dǎo)體整流二極管參數(shù)表30.81000300052CZ57F30.8100014000.52CZ54D30.8100025 0.12CZ52A最高工作頻率 MHZ正向壓降（平均值） V最高工作電壓下的反向電流125度） A最高反向工作電壓（峰值V最大整流 電流 A參參數(shù)數(shù)型號(hào)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法D代表P型Ge二極管符號(hào)二極管符號(hào)二極管圖片二極管圖片習(xí)題：習(xí)題：P60 2.1.1第四節(jié)第四節(jié) 二極管基本電路及其分析方法二極管基本電路及其分析方法 二極管是一種非線性器件，采用非線形電路的分析方法二極管是一種非線性器件，采用非線形電路的分

36、析方法 模型法模型法一、二極管一、二極管V-I特性的建模特性的建模1、理想模型、理想模型 正向偏置時(shí)，管壓降為正向偏置時(shí)，管壓降為0V， 而當(dāng)反向偏置時(shí)，電阻為而當(dāng)反向偏置時(shí)，電阻為 無窮大，電流為零。無窮大，電流為零。電源電壓遠(yuǎn)大于二極管的管壓降電源電壓遠(yuǎn)大于二極管的管壓降2、恒壓降模型、恒壓降模型當(dāng)二極管導(dǎo)通后，其管壓降為恒當(dāng)二極管導(dǎo)通后，其管壓降為恒定，且不隨電流而變。定，且不隨電流而變。對(duì)于硅管來說當(dāng)對(duì)于硅管來說當(dāng)vD0.7V時(shí)就導(dǎo)通。時(shí)就導(dǎo)通。對(duì)于鍺管來說當(dāng)對(duì)于鍺管來說當(dāng)vD 0.2V時(shí)就導(dǎo)通。時(shí)就導(dǎo)通。不過，這只有當(dāng)二極管的電流不過，這只有當(dāng)二極管的電流iD近似等于或大于近似等于或

37、大于1mA時(shí)才是正確時(shí)才是正確的。該模型提供了合理的近似，的。該模型提供了合理的近似，因而，應(yīng)用也較廣。因而，應(yīng)用也較廣。 vDiD+-iDvD3、折線模型、折線模型修正恒壓降模型，即二極管的修正恒壓降模型，即二極管的管壓降不是恒定的，隨著通過管壓降不是恒定的，隨著通過二極管電流的增加而增加。二極管電流的增加而增加。模型中用一個(gè)電池和一個(gè)電阻模型中用一個(gè)電池和一個(gè)電阻rD進(jìn)一步近似。進(jìn)一步近似。電池電壓為二極管的門坎電壓電池電壓為二極管的門坎電壓vth，約為，約為0.5V。vDiD+-iDvDVth0.70.52001DVVrmA4、小信號(hào)模型、小信號(hào)模型二極管在靜態(tài)工作點(diǎn)二極管在靜態(tài)工作點(diǎn)Q

38、附近附近小范圍內(nèi)工作，小范圍內(nèi)工作，V-I特性曲特性曲線看成一條直線。線看成一條直線。rd 是小信號(hào)模型的微變電是小信號(hào)模型的微變電阻，是二極管特性曲線上工阻，是二極管特性曲線上工作點(diǎn)作點(diǎn)Q 附近電壓的變化與電附近電壓的變化與電流的變化之比：流的變化之比：顯然，顯然，rd是對(duì)是對(duì)Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。二極管附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。二極管相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻，其阻值是正向特性曲線在工作點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻，其阻值是正向特性曲線在工作點(diǎn)上的斜率的倒數(shù)上的斜率的倒數(shù) 。DDdivr由二極管的由二極管的V-I表達(dá)式表達(dá)式1DTvVDSiIe1(DTDTvVDdSDDvVSDDTTTdidgI

39、edvdvIiIeQVVV在 點(diǎn)上）26 mV1(mATdDDDVrgII當(dāng)T=300K時(shí)）二、模型分析法應(yīng)用舉例二、模型分析法應(yīng)用舉例1 1、二極管電路的靜態(tài)工作情況分析、二極管電路的靜態(tài)工作情況分析例例1 1 設(shè)簡單二極管基本電路如設(shè)簡單二極管基本電路如a a所示，所示，R=10kWR=10kW，圖，圖b b是它是它的習(xí)慣畫法。對(duì)于下列兩種情況，求電路的的習(xí)慣畫法。對(duì)于下列兩種情況，求電路的IDID和和VDVD的值的值：（：（1 1VDD=10VVDD=10V；（；（2 2VDD=1VVDD=1V。在每種情況下，應(yīng)用理。在每種情況下，應(yīng)用理想模型、恒壓降模型和折線模型求解。想模型、恒壓降模

40、型和折線模型求解。（1VDD=10V時(shí)時(shí)解：為了簡單起見，圖解：為了簡單起見，圖a所示所示的電路常采用圖的電路常采用圖b所示的習(xí)慣所示的習(xí)慣畫法，今后經(jīng)常用到。畫法，今后經(jīng)常用到。理想模型理想模型正向偏置時(shí)：正向偏置時(shí)：管壓降為管壓降為0，電阻也為，電阻也為0。反向偏置時(shí)：反向偏置時(shí)：電流為電流為0，電阻為，電阻為。恒壓降模型恒壓降模型mAKVVRVVIDDDD93. 0107 . 010 折線模型折線模型20015 . 07 . 0mAVViVVrDthDDmAKKVVrRVVIDthDDD931. 02 . 0105 . 010VKmAVrIVVDDD69. 02 . 0931. 05 .

41、 05 . 0VVD0mAKVRVIDDD11010當(dāng)當(dāng)iD1mA時(shí)，時(shí)， vD=0.7V。VVD7 . 0(2) VDD=1V 使用理想模型得：使用理想模型得：VD=0V， ID= VDD/R=0.1mA 使用恒壓降模型得：使用恒壓降模型得：VD=0.7V， ID= （VDD0.7）/R=0.03mA 使用折線模型得：使用折線模型得： ID=0.049mA，VD=0.51V當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)大于二極管管壓降時(shí)，恒壓降模型能得出當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)大于二極管管壓降時(shí)，恒壓降模型能得出較合理的結(jié)果；較合理的結(jié)果；當(dāng)電源電壓較低時(shí)，折線模型較合理。當(dāng)電源電壓較低時(shí)，折線模型較合理。2、限幅電路：、限幅電路： 利

42、用二極管單向?qū)щ娦院蛯?dǎo)通后恒壓的特點(diǎn)，將信號(hào)限定利用二極管單向?qū)щ娦院蛯?dǎo)通后恒壓的特點(diǎn)，將信號(hào)限定在某一范圍之內(nèi)變化在某一范圍之內(nèi)變化 。例一：理想二極管電路中例一：理想二極管電路中 vi= Vm sint V，求輸出波形，求輸出波形v0。VRVmvit0Vi VR時(shí)，二極管導(dǎo)通，vo=vi。Vi VR時(shí)，二極管截止， vo=VR。解：解：|vi |0.7V時(shí)，時(shí)， D1、D2中有一個(gè)導(dǎo)通，所以中有一個(gè)導(dǎo)通，所以vo =0.7V0.7V-0.7Vvovi例二例二例三例三1.4Vvovivi1.4V時(shí)，時(shí)， D1、D2導(dǎo)通，所以導(dǎo)通，所以vo =0.7+0.7V=1.4V3 3、整流電路：、整流

43、電路： 利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流信?hào)變換為單向利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流信?hào)變換為單向脈沖的直流信號(hào)，用于直流穩(wěn)壓電源。脈沖的直流信號(hào)，用于直流穩(wěn)壓電源。 全波整流電路：全波整流電路：不管輸入信號(hào)處于正或負(fù)半周，負(fù)載上得到的都是正向電壓。不管輸入信號(hào)處于正或負(fù)半周，負(fù)載上得到的都是正向電壓。vivo 正半周：正半周：D1、D3 導(dǎo)通導(dǎo)通D2、D4 截止截止 負(fù)半周負(fù)半周D2、D4導(dǎo)通導(dǎo)通D1、D3截止截止4、開關(guān)電路、開關(guān)電路 利用二極管的單向?qū)щ娦砸越油ê蛿嚅_電路，用于利用二極管的單向?qū)щ娦砸越油ê蛿嚅_電路，用于數(shù)字電路中。數(shù)字電路中。RD1D2VoVaVbVa (A)Vb (B)

44、VO (F)D1D25VVa、Vb為高電平為高電平5V）：）：VO為高電平。為高電平。Va、Vb有一個(gè)是低電平有一個(gè)是低電平0V）：）：VO為低電平。為低電平。所以所以 F=AB 與門與門例題例題5、低電壓穩(wěn)壓電路、低電壓穩(wěn)壓電路 利用二極管的正向壓降特性，可利用二極管的正向壓降特性，可以獲得較好的穩(wěn)壓性能。以獲得較好的穩(wěn)壓性能。例：例： 圖示電路中，直流電源圖示電路中，直流電源VI的正常值的正常值為為10V，R=10k，若，若VI變化變化1V時(shí)，相時(shí)，相應(yīng)的輸出電壓的變動(dòng)？應(yīng)的輸出電壓的變動(dòng)？解解 ： （1） VI = 10V，恒壓降模型：恒壓降模型： VD0.7V二極管二極管Q點(diǎn)上的電流：

45、點(diǎn)上的電流：mAkVVID930107010.（2計(jì)算計(jì)算Q點(diǎn)上二極管的微變電阻點(diǎn)上二極管的微變電阻2893026mAmVIVrDTd.（3） VI變化變化1V，視為一峰，視為一峰-峰值為峰值為2V的交流信號(hào)，的交流信號(hào)，則輸出電壓變化量為：則輸出電壓變化量為：mVVrRrVvddd58528101028223.峰峰值值峰峰二極管電壓的變化為二極管電壓的變化為2.79mV，穩(wěn)壓效果較好。，穩(wěn)壓效果較好。為獲得較好的穩(wěn)壓特性，采用多只二極管串接為獲得較好的穩(wěn)壓特性，采用多只二極管串接34V以下）。以下）。第五節(jié)第五節(jié) 特殊二極管特殊二極管一、齊納二極管穩(wěn)壓二極管）一、齊納二極管穩(wěn)壓二極管） 齊納

46、二極管又稱穩(wěn)壓管，是一種用特殊工藝制造的面齊納二極管又稱穩(wěn)壓管，是一種用特殊工藝制造的面結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管。是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管。是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特性曲管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特性曲線完全一樣。線完全一樣。 這種管子的雜質(zhì)濃度比較大，空間電荷區(qū)內(nèi)電荷密度這種管子的雜質(zhì)濃度比較大，空間電荷區(qū)內(nèi)電荷密度大，區(qū)域很窄，易形成強(qiáng)電場(chǎng)。大，區(qū)域很窄，易形成強(qiáng)電場(chǎng)。 當(dāng)反向電壓加到一定值時(shí)，反向電流急增，當(dāng)反向電壓加到一定值時(shí)，反向電流急增，產(chǎn)生反向擊穿。產(chǎn)生反向擊穿。(a)VIZIZmax VZ IZ曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。電壓越穩(wěn)定。VZI動(dòng)態(tài)電阻：動(dòng)態(tài)電阻：ZZIVZrrZ越小，穩(wěn)壓越小，穩(wěn)壓性能越好。性能越好。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用：穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用： 電流增量電流增量IZ很大，只引起很小的電壓變化很大，只引起很小的電壓變化VZ。曲線愈陡，動(dòng)態(tài)電阻。曲線愈陡，動(dòng)態(tài)電阻rZ 愈小，穩(wěn)壓性能愈好。愈小，穩(wěn)壓性能愈好。（4穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流、最大、最小穩(wěn)定電流IZmax、IZmin。（5最大允許功耗最大允許功耗maxZZZMIVP穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（1穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 VZ（2電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)U（%/） 穩(wěn)壓值受