第一章二極管及其基本電路

1、11.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識一、一、半導體材料半導體材料導電能力介于導體和絕緣體之間的物質。導電能力介于導體和絕緣體之間的物質。導電的物質。導電的物質。幾乎不導電的物質。幾乎不導電的物質。典型的半導體有典型的半導體有Si和和Ge以及以及GaAs等。等。2、半導體的特點半導體的特點1、什么是半導體什么是半導體:2GeSi+4電子器件中，用的最多的半導體材料是電子器件中，用的最多的半導體材料是硅硅和和鍺鍺。通過一定的工藝過程，可以將半導體制成通過一定的工藝過程，可以將半導體制成晶體晶體。1.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識3二、本征半導體二、本征半導體 完全純凈、

2、結構完整的半導體晶體。完全純凈、結構完整的半導體晶體。本征半導體本征半導體1.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 原子結構簡化模型原子結構簡化模型硅晶體的空間排列硅晶體的空間排列硅單晶中的共價健結構硅單晶中的共價健結構 Si Si Si Si共價健共價健半導體的共價鍵結構半導體的共價鍵結構4載流子：運載電荷的粒子。載流子：運載電荷的粒子。本征激發(fā)：本征激發(fā)： 價電子在獲得價電子在獲得一定能量（溫度升高或受一定能量（溫度升高或受光照）后，掙脫原子核的光照）后，掙脫原子核的束縛，成為束縛，成為自由電子自由電子（帶（帶負電），同時共

3、價鍵中留負電），同時共價鍵中留下一個空位，稱為下一個空位，稱為空穴空穴（帶正電）。（帶正電）。+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由電子自由電子空穴空穴在在T=0K和無外界激發(fā)時，沒有和無外界激發(fā)時，沒有載流子載流子，不導電。，不導電。1.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識二、本征半導體二、本征半導體 完全純凈、結構完整的半導體晶體。完全純凈、結構完整的半導體晶體。本征半導體本征半導體空穴空穴：共價鍵中的空位：共價鍵中的空位。電子空穴對電子空穴對：由熱激發(fā)由熱激發(fā)而產生的自由電子和空而產生的自由電子和空穴對。穴對。空穴的移動空穴的移動：相鄰共價相鄰共價鍵中的價電子

4、依次充填鍵中的價電子依次充填空穴來實現(xiàn)?？昭▉韺崿F(xiàn)。本征半導體內的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的。本征半導體內的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的。+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由電子自由電子空穴空穴1.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識6結論：結論：(1) 半導體有半導體有兩種載流子兩種載流子（負）電子、（正）空穴（負）電子、（正）空穴(2) 自由電子和自由電子和空穴成對產生，同時又不斷復合。空穴成對產生，同時又不斷復合。 在一定溫度下，載流子的產生和復合達到在一定溫度下，載流子的產生和復合達到動態(tài)平衡動態(tài)平衡， 半導體中載流子便維持一定的數(shù)目半導體中載流子便維持

5、一定的數(shù)目。(3) 載流子的數(shù)量受溫度影響較大，溫度高數(shù)量就多。載流子的數(shù)量受溫度影響較大，溫度高數(shù)量就多。所以，溫度對半導體器件性能影響很大。所以，溫度對半導體器件性能影響很大。(4) 載流子的數(shù)量少，故導電性能很差。載流子的數(shù)量少，故導電性能很差。(5) 當半導體兩端加上外電壓時，載流子定向運動（漂移當半導體兩端加上外電壓時，載流子定向運動（漂移運動），在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流運動），在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流： 自由電子作定向運動自由電子作定向運動 電子電流電子電流 價電子遞補空穴價電子遞補空穴 空穴電流空穴電流1.1 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識三、雜質半導體：三、雜質半

6、導體： 在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質，在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質主可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質主要是三價或五價元素。摻入雜質的本征半導體稱為要是三價或五價元素。摻入雜質的本征半導體稱為雜質半導體雜質半導體。 N型半導體型半導體摻入五價雜質元素（如磷）的摻入五價雜質元素（如磷）的半導體。半導體。 P型半導體型半導體摻入三價雜質元素（如硼）的摻入三價雜質元素（如硼）的半導體半導體。 【Positive】【Negative】8 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴1. P型半導體型半導體摻雜后空穴數(shù)目大摻雜后空穴

7、數(shù)目大量增加，空穴導電成為量增加，空穴導電成為這種半導體的主要導電這種半導體的主要導電方式，稱為方式，稱為空穴空穴半導體半導體或或 P P型型半導體。半導體。摻入三價元素（如硼）摻入三價元素（如硼）自由電子：自由電子：少子（少數(shù)載流子）少子（少數(shù)載流子）主要由雜質原子提供主要由雜質原子提供空穴：空穴：多子（多數(shù)載流子）多子（多數(shù)載流子）由熱激發(fā)形成由熱激發(fā)形成 空穴很容易俘獲電子，使雜質原子成為空穴很容易俘獲電子，使雜質原子成為負離子負離子。三價雜質。三價雜質 因而也稱為因而也稱為受主雜質受主雜質。三、雜質半導體三、雜質半導體92. N型半導體型半導體失去一個失去一個電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離

8、子摻入五價元素（如磷）摻入五價元素（如磷） 摻雜后電子數(shù)目大量摻雜后電子數(shù)目大量增加，電子導電成為這種增加，電子導電成為這種半導體的主要導電方式，半導體的主要導電方式，稱為稱為電子電子半導體或半導體或 N型型半半導體。導體。自由電子自由電子 :多子多子 空穴空穴 :少子少子主要由雜質原子提供主要由雜質原子提供由熱激發(fā)形成由熱激發(fā)形成 提供自由電子的五價雜質原子因帶正電荷而成為提供自由電子的五價雜質原子因帶正電荷而成為正離子正離子，因因此五價雜質原子也稱為此五價雜質原子也稱為施主雜質施主雜質。 Si Si Si Si多多余余電電子子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮觩p+磷原子磷原

9、子三、雜質半導體三、雜質半導體10雜質半導體的示意表示雜質半導體的示意表示 +P型半導體型半導體N型半導體型半導體少子濃度少子濃度只與溫度有關只與溫度有關多子濃度多子濃度主要受摻入雜質濃度的影響主要受摻入雜質濃度的影響負離子負離子空穴空穴正離子正離子自由電子自由電子注意：注意：半導體中的正負電荷數(shù)是相等的，其作半導體中的正負電荷數(shù)是相等的，其作用相互抵消，因此用相互抵消，因此對外保持電中性對外保持電中性。三、雜質半導體三、雜質半導體11四、四、PNPN結的形成及特性結的形成及特性1.載流子的漂移與擴散載流子的漂移與擴散載流子的載流子的運動：運動：擴散擴散運動運動濃度差產生的載流子移動濃度差產生

10、的載流子移動漂移漂移運動運動在電場作用下，載流子的移動在電場作用下，載流子的移動2.2.PN結的形成結的形成12PN結形成的物理過程：結形成的物理過程：空間電荷區(qū)形成內電場空間電荷區(qū)形成內電場 內電場促使少子漂移內電場促使少子漂移 內電場阻止多子擴散內電場阻止多子擴散 最后最后,多子的多子的擴散擴散和少子的和少子的漂移漂移達到達到動態(tài)平衡動態(tài)平衡。多子的擴散運動多子的擴散運動雜質離子形成空間電荷區(qū)雜質離子形成空間電荷區(qū) 擴散擴散 漂移漂移否否是是寬寬PN結的形成過程可分成結的形成過程可分成4步：步：13耗盡層耗盡層PNPN結結勢壘區(qū)勢壘區(qū)阻擋層阻擋層V0（電位勢壘）（電位勢壘）2.2.PN結的

11、形成結的形成+-內電場143.PN結的單向導電性結的單向導電性定義：定義： 加加正向電壓正向電壓，稱加正向偏置電壓，簡稱，稱加正向偏置電壓，簡稱正偏。正偏。加加反向電壓反向電壓，稱加反向偏置電壓，簡稱，稱加反向偏置電壓，簡稱反偏。反偏。 PN結的單結的單向導電性只有在向導電性只有在外加電外加電壓時壓時才會顯示出來才會顯示出來PN結加正向電壓：結加正向電壓：P區(qū)接正，區(qū)接正，N區(qū)接負區(qū)接負PN結加反向電壓：結加反向電壓：P區(qū)接負，區(qū)接負，N區(qū)接正區(qū)接正15PN結結加正向電壓加正向電壓:P區(qū)接正，區(qū)接正，N區(qū)接負區(qū)接負 +外電場外電場P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)多子空穴多子空穴多子電子多子電子VF空間電荷區(qū)空間電

12、荷區(qū)內電場內電場3.PN結的單向導電性結的單向導電性變薄變薄16 +變薄變薄內電場內電場外電場外電場P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)IFVFI：擴散電流擴散電流內電場被削弱，多子的擴散加內電場被削弱，多子的擴散加強，形成較大的擴散電流強，形成較大的擴散電流I。小結小結3.PN結的單向導電性結的單向導電性PN結結加正向電壓加正向電壓:P區(qū)接正，區(qū)接正，N區(qū)接負區(qū)接負17內外電場方向內外電場方向相反相反，故，故勢壘降低，有利于勢壘降低，有利于擴散擴散運動運動的進行。的進行。PN 結加正向電壓時，結加正向電壓時，正向電阻較小，處于導通狀態(tài)。正向電阻較小，處于導通狀態(tài)。3.PN結的單向導電性結的單向導電性PN結結加正向電

13、壓加正向電壓:P區(qū)接正，區(qū)接正，N區(qū)接負區(qū)接負18 PN結結加加反反向電壓向電壓：P區(qū)接負，區(qū)接負，N區(qū)接正區(qū)接正 +空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內電場內電場外電場外電場P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)少子電子少子電子少子空穴少子空穴VR漂移運動漂移運動3.PN結的單向導電性結的單向導電性 +內電場內電場外電場外電場P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)VR變厚變厚IRI：漂移電流：漂移電流反向電流反向電流溫度一定時溫度一定時，反向，反向電流電流IR趨于恒定值，趨于恒定值，稱為稱為反向飽和電流反向飽和電流IS。3.PN結的單向導電性結的單向導電性 PN結結加加反反向電壓向電壓：P區(qū)接負，區(qū)接負，N區(qū)接正區(qū)接正20 +內電場內電場外電場外電場P區(qū)區(qū)

14、N區(qū)區(qū)VR變厚變厚IRI：漂移電流：漂移電流小結小結內電場被加強，多子的擴散受抑制。內電場被加強，多子的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流能形成較小的反向電流IR。3.PN結的單向導電性結的單向導電性 PN結結加加反反向電壓向電壓：P區(qū)接負，區(qū)接負，N區(qū)接正區(qū)接正21內外電場方向內外電場方向相同相同，故，故勢壘升高，有利于勢壘升高，有利于漂移漂移運動運動的進行。的進行。PN 結加反向電壓時，結加反向電壓時，反向電阻較大，處于截止狀態(tài)反向電阻較大，處于截止狀態(tài)。3.PN結的單向導電性結的單向導電性 PN結結加加反反向電壓向電壓：P區(qū)接

15、負，區(qū)接負，N區(qū)接正區(qū)接正22歸納：歸納： PN結加正向電壓時，具有較大的正向結加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流擴散電流，呈現(xiàn)低電阻，呈現(xiàn)低電阻， PN結結導通導通； PN結加反向電壓時，具有很小的反向結加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，呈現(xiàn)高電阻， PN結結截止截止。在于它的耗盡層的存在，且其寬度隨外加電壓而變化。在于它的耗盡層的存在，且其寬度隨外加電壓而變化。關關 鍵鍵這就是這就是PN結的結的單向導電性單向導電性。3.PN結的單向導電性結的單向導電性23 PN結結V-I特性：特性：PN結方程結方程PN結的伏安特性結的伏安特性其中：其中：)e(IiTDnV/vSD

16、1 IS 反向飽和電流反向飽和電流VT 溫度的電壓當量溫度的電壓當量常溫下（常溫下（T=300K）V026. 0 qkTVTmV 26 近似近似估算估算正向正向：TDnV/vSDeIi 反向反向：SDIi vD PN結兩端的外加電壓結兩端的外加電壓n 發(fā)射系數(shù)發(fā)射系數(shù)陡峭陡峭電阻小電阻小正向導通正向導通非線性非線性特性平坦特性平坦反向截止反向截止 一一定的溫度條件下，由本征激發(fā)定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的決定的少子濃度是一定的iD/mAVBRvD/ViD=-IS) 1 e ( I iTDV vSDIFIR(A)反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿電擊穿電擊穿熱擊穿熱擊穿

17、雪崩擊穿雪崩擊穿齊納擊穿齊納擊穿可逆可逆不可逆不可逆 4.PN結的反向擊穿結的反向擊穿25 5.PN結的電容效應結的電容效應 (1) 勢壘電容勢壘電容CB(2) 擴散電容擴散電容CDPN結在反偏時主要考慮結在反偏時主要考慮勢壘電容。勢壘電容。PN結在正偏時主要考慮擴散結在正偏時主要考慮擴散電容。電容。+NPpLx濃濃度度分分布布耗耗盡盡層層NP區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)中中空空穴穴區(qū)區(qū)中中電電子子區(qū)區(qū)濃濃度度分分布布nL261.2 1.2 半導體二極管及其基本應用電路半導體二極管及其基本應用電路一、二極管的結構一、二極管的結構PN結結加上引線和封裝加上引線和封裝 二極管二極管按材料分按材料分硅管硅管鍺管鍺管按用

18、途分按用途分普通管普通管整流管整流管陰極陰極陽極陽極符號符號D按結構分類按結構分類點接觸型點接觸型 面接觸型面接觸型平面型平面型1.2 1.2 二極管二極管陰極引線陰極引線陽極引線陽極引線二氧化硅保護層二氧化硅保護層P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽極引線陽極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點接觸型點接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽極引線陽極引線PN結結金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型1.2 1.2 二極管二極管29半導體二極管圖片半導體二極管圖片1.2 1.2 二極管二極管30國家標準對半導體器件型號

19、的命名舉例國家標準對半導體器件型號的命名舉例：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型型Si。2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開關管。為開關管。1.2 1.2 二極管二極管圖圖1.2.3 鍺二極管的鍺二極管的V-I特性特性二、二極管的二、二極管的V-I 特性特性反向擊穿特性反向擊穿特性反向特性反向特性正向特性正向特性vDiDiD=f(vD)1e (/SDD TVIiv1

20、.2 1.2 二極管二極管圖圖1.2.2 硅二極管的硅二極管的V-I特性特性 VthV（BR）vD/ViD/mAiD/A兩點說明：兩點說明：關于死區(qū)電壓關于死區(qū)電壓二、二極管的二、二極管的V-I 特性特性兩點注意：兩點注意：關于死區(qū)電壓關于死區(qū)電壓與溫度的關系與溫度的關系在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性曲線將左移，在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性曲線將左移，反向特性曲線下移。反向特性曲線下移。二極管的特性對溫度很敏感。二極管的特性對溫度很敏感。導通電壓：導通電壓：VD = 0.7V（硅）（硅） VD = 0.2V（鍺）（鍺） 反向飽和電流：反向飽和電流：硅：硅：0.1 A；鍺：；鍺：10

21、A330 D/V0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 405101520 10 20 30 40iD/ AiD/mA死區(qū)死區(qū)VthVBR3.3 3.3 二極管二極管三、二極管的三、二極管的主要參數(shù)：主要參數(shù)：(1) 最大整流電流最大整流電流IF(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓和最大反向工作電壓VRM(3) 反向電流反向電流IR(5) 反向恢復時間反向恢復時間TRR(4) 極間電容極間電容CjBDjCCCPN結高頻小結高頻小信號時的等信號時的等效電路：效電路：jCd dr r34四、二極管的基本電路及其分析方法四、二極管的基本電路及其分析方法1.2 1.2 二

22、極管二極管理想二極管符號理想二極管符號a.理想模型理想模型iDvDvDiDv 正偏時，管壓降為正偏時，管壓降為0V，即，即vD=0V；適用適用當電源電壓遠比二極當電源電壓遠比二極管的管壓降大時可用管的管壓降大時可用1. 二極管二極管V- I 特性的建模特性的建模v 反偏時，認為反偏時，認為R=，電流為，電流為0。35b.恒壓降模型恒壓降模型恒壓降模型恒壓降模型 當二極管導通后，認當二極管導通后，認為其管壓降為其管壓降vD=VON。常取常取vD硅硅=VON=0.7V vD鍺鍺=VON=0.2V適用適用 只有當二極管的電流只有當二極管的電流iD近似近似等于或大于等于或大于1mA時才正確。時才正確。

23、1. 二極管二極管V- I 特性的建模特性的建模應用較廣泛。應用較廣泛。36iDvDVthVthvDiDc.折線模型折線模型折線模型折線模型 當二極管正向當二極管正向vD大于大于Vth后其后其電流電流iD與與vD成線性關系，直線成線性關系，直線斜率為斜率為1/rD。 截止時反向電流為截止時反向電流為0 Vth為二極管的門檻電壓，硅為二極管的門檻電壓，硅管約為管約為0.5V，鍺管約為，鍺管約為0.1V。1. 二極管二極管V- I 特性的建模特性的建模斜率斜率1rD rD的確定：的確定：假設當二極管的導通電流為假設當二極管的導通電流為1mA時，管壓降時，管壓降vD=0.7V，則有：，則有：vD=V

24、th+iDrD200mA1V0.5)(0.7iVv rDthDD適用適用電源電壓較低時的情況電源電壓較低時的情況37c. 折線模型折線模型 a. 理想模型理想模型 b. 恒壓降模型恒壓降模型正偏：正偏：反偏：反偏：D Dvv vDv D 二極管的導通壓降。二極管的導通壓降。硅管硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.2V。D Dvv DthDDiVvr v th 二極管的門坎電壓。二極管的門坎電壓。硅管硅管 0.5V；鍺管；鍺管 0.1V。1. 二極管二極管V- I 特性的建模特性的建模38d. 小信號模型小信號模型1. 二極管二極管V- I 特性的建模特性的建模vDvDVDD微變電阻微變電阻DDiv

25、driDvs =Vmsin t （VmVT 。 常溫下常溫下（T=300K）)mA()mV(26DDdIIVrT 402模型分析法應用舉例模型分析法應用舉例二極管主要應用：整流、限幅、鉗位、開關、元件保護、溫度二極管主要應用：整流、限幅、鉗位、開關、元件保護、溫度 補償?shù)?。補償?shù)?。? 1）整流電路：）整流電路：二極管半波整流二極管半波整流( (理想模型理想模型) )vsvottRvsvo+-+-412模型分析法應用舉例模型分析法應用舉例（2 2）限幅電路：）限幅電路： 一限幅電路如圖所示，一限幅電路如圖所示，R = 1k，VREF = 3V，二極管為硅二，二極管為硅二極管。極管。 當當vI

26、= 0V、4V、6V時，求相應的輸出電壓時，求相應的輸出電壓vO的值；的值； 當當vI = 6 sint (V)時，分別對于理想模型和恒壓降模型繪出相應時，分別對于理想模型和恒壓降模型繪出相應的輸出電壓的輸出電壓vO的波形。的波形。 當當VI=0V時時當當VI=4V時時當當VI=6V時時a.理想模型理想模型D截止截止 vO = vI = 0 D導通導通 vO = vREF = 3VD導通導通 vO = vREF = 3V硅管：硅管：VD=Von=0.7VD截止截止 vO = vI = 0 D導通導通 vO = 3.7VD導通導通 vO = 3.7Vb.恒壓降模型恒壓降模型42 vI = 6 s

27、int (V)時時2模型分析法應用舉例模型分析法應用舉例（2 2）限幅電路：）限幅電路：a.理想模型理想模型vI to6b.恒壓降模型恒壓降模型 to633.72模型分析法應用舉例模型分析法應用舉例（3 3）開關電路：）開關電路：電路如圖，求電路如圖，求：VAB例例1： 取取 B 點作參考點，斷點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。極和陰極的電位。二極管起鉗位作用二極管起鉗位作用 D6V12V3k BAVAB+ V陽陽 =6 V V陰陰 =12 VV陽陽V陰陰 二極管導通二極管導通恒壓降模型：恒壓降模型：VAB =6.3或或VAB =6.7V理想模型：理想模

28、型：VAB = 6V靜態(tài)工作情況分析靜態(tài)工作情況分析二極管電路分析：先二極管電路分析：先判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導通導通截止截止恒壓降二極管：恒壓降二極管：硅硅0 0.60.7V鍺鍺0.20.3V若若 V陽陽 V陰陰或或 VD為正，二極管導通為正，二極管導通若若 V陽陽 V陰陰或或 VD為負，二極管截止為負，二極管截止 理想二極管：理想二極管：正向導通時管壓降為零正向導通時管壓降為零 反向截止時相當于開路反向截止時相當于開路 分析方法分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所 加電壓加電壓VD的正負的正負。2模型分析法應用舉例

29、模型分析法應用舉例+VCC 5VRD1D2I1vI2vov0VD1D2I1vI2vov0V導通導通導通導通0V0V5V導通導通截止截止0V5V0V截止截止導通導通0V5V5V截止截止截止截止5V2模型分析法應用舉例模型分析法應用舉例例例2:（3 3）開關電路：）開關電路：01A2AF000101001111.3 1.3 特殊二極管特殊二極管 穩(wěn)壓二極管（齊納）、變容二極管、肖特基二極管、光穩(wěn)壓二極管（齊納）、變容二極管、肖特基二極管、光電子器件（電子器件（光電二極管、發(fā)光二極管、激光二極管光電二極管、發(fā)光二極管、激光二極管）等。）等。 一、齊納二極管一、齊納二極管( (穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管)

30、)1.1.符號及穩(wěn)壓特性符號及穩(wěn)壓特性VZ反向反向擊穿電壓，擊穿電壓，即穩(wěn)壓管的即穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓。穩(wěn)定電壓。(1) 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓VZ(2) 動態(tài)電阻動態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，下，所對應的反向工作電壓所對應的反向工作電壓。rZ = VZ / IZ(4)最大耗散功率最大耗散功率 PM(3)最大穩(wěn)定工作電流最大穩(wěn)定工作電流 IZmax 和最小穩(wěn)定工作電流和最小穩(wěn)定工作電流 IZmin(5)溫度系數(shù)溫度系數(shù)CTV(10-4/)2. 穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 保證穩(wěn)壓管擊

31、穿所對應的電流，若保證穩(wěn)壓管擊穿所對應的電流，若IZIZmin則不能穩(wěn)壓。則不能穩(wěn)壓。 穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定工作電流取決于最大耗散功率，即穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定工作電流取決于最大耗散功率，即PM =VZIZmax 。超過超過Izmax穩(wěn)壓管會因功耗過大而燒壞。穩(wěn)壓管會因功耗過大而燒壞。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。 一、齊納一、齊納( (穩(wěn)壓穩(wěn)壓) )二極管二極管3. 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路正常穩(wěn)壓時正常穩(wěn)壓時 VO =VZ 一、齊納一、齊納( (穩(wěn)壓穩(wěn)壓) )二極管二極管IZ(min) IZ IZ(max)保證穩(wěn)壓管正常工作：保證穩(wěn)壓管正常工作：VO=VZ LZLOLRV=RV

32、=ILZIIRVV=IZ = IRIL 穩(wěn)壓管工作時電量關系：穩(wěn)壓管工作時電量關系：RVV=IZIRIL為最小值為最小值IL(min)VI為最大值為最大值VI(max) )IZ值最大值最大: IZ值最小值最小: IL為最大值為最大值IL(max)當當VI為最小值為最小值VI(min) )輸出電壓穩(wěn)定的條件輸出電壓穩(wěn)定的條件（保證穩(wěn)壓管被擊穿）（保證穩(wěn)壓管被擊穿）ZIVV 49LZIIRVV=IZ = IRIL IL為最小值為最小值IL(min)VI為最大值為最大值VI(max) )IZ值最大值最大: IZ值最小值最小: IL為最大值為最大值IL(max)當當VI為最小值為最小值VI(min)

33、)L(min)ZI(max)IRVV ()maxZIL(max)ZI(min)IRVVZ(min)Iax)Z(mL(min)ZI(max)I+IVVZ(min)L(max)ZI(min)I+IVVR50穩(wěn)壓管正常工作的兩個條件：穩(wěn)壓管正常工作的兩個條件：a. 必須工作在反向擊穿狀態(tài)（利用其正向特性除外）；必須工作在反向擊穿狀態(tài)（利用其正向特性除外）；b. 流過管子的電流必須介于穩(wěn)定電流和最大電流之間。流過管子的電流必須介于穩(wěn)定電流和最大電流之間。4.使用穩(wěn)壓管組成穩(wěn)壓電路時，需注意幾點使用穩(wěn)壓管組成穩(wěn)壓電路時，需注意幾點： 一、齊納一、齊納( (穩(wěn)壓穩(wěn)壓) )二極管二極管（1）應使外加電源的正

34、極接管子的）應使外加電源的正極接管子的N區(qū)，區(qū)，電源的負極接電源的負極接P區(qū)，以區(qū)，以保證穩(wěn)壓管工作保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)在反向擊穿區(qū)【！】。（2）穩(wěn)壓管應與負載電阻）穩(wěn)壓管應與負載電阻RL并聯(lián)，由于穩(wěn)并聯(lián)，由于穩(wěn)壓管兩端電壓的變化量很小，因而使輸壓管兩端電壓的變化量很小，因而使輸出電壓比較穩(wěn)定。出電壓比較穩(wěn)定。（3）必須限制流過穩(wěn)壓管的電流）必須限制流過穩(wěn)壓管的電流IZ，不要，不要超過規(guī)定值，以免因過熱而燒壞管子。超過規(guī)定值，以免因過熱而燒壞管子。51穩(wěn)壓管的一種實物圖穩(wěn)壓管的一種實物圖黑頭一側為陰極，即黑頭一側為陰極，即k端端 一、齊納一、齊納( (穩(wěn)壓穩(wěn)壓) )二極管二極管 已知已知

35、vi = 10 sin t V, VZ= 5.5V（穩(wěn)壓值穩(wěn)壓值），）， 正向壓降為正向壓降為0 .7V，試畫出，試畫出 vo波形波形 。DZVZRvivovR t t vi / V Vvo /V105 .55 .500 2 2 0 .70 .7解：解：穩(wěn)壓二極管的應用舉例穩(wěn)壓二極管的應用舉例例例1例例2穩(wěn)壓二極管的應用舉例穩(wěn)壓二極管的應用舉例+R-IR+-RLIOVOVIIZDZ 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖示，如果穩(wěn)壓管穩(wěn)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖示，如果穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓定電壓VZ=6V，Izmax=30mA,Izmin=10mA，限，限流電阻流電阻R=200。如果負載電流。如果負載電流IL在在1020mA范圍內變化，此時輸入直流電壓范圍內變化，此時輸入直流電壓VI的