1-半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)

1、電子技術(shù)根底電子技術(shù)基礎(chǔ)感謝大家前來參加本課程的學(xué)習(xí)1、掌握半導(dǎo)體二極管及直流電源電路的根本概念 目 的2、掌握數(shù)字電路的根本概念和簡(jiǎn)單計(jì)算21、半導(dǎo)體的根本知識(shí)與PN結(jié)主要內(nèi)容2、半導(dǎo)體二極管的根本應(yīng)用電路3、直流穩(wěn)壓電源概述及應(yīng)用4、數(shù)制與二十進(jìn)制5、邏輯函數(shù)及幾種表現(xiàn)形式與相互轉(zhuǎn)換6、邏輯函數(shù)代數(shù)法化簡(jiǎn)及邏輯表達(dá)形式轉(zhuǎn)換7、邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法3 學(xué)會(huì)用工程觀點(diǎn)分析問題，就是根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)器件的數(shù)學(xué)模型和電路的工作條件進(jìn)行合理的近似，以便用簡(jiǎn)便的分析方法獲得具有實(shí)際意義的結(jié)果。 對(duì)于元器件，重點(diǎn)放在特性、參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)和正確使用方法，不要過分追究其內(nèi)部原理。討論器件的目的在于應(yīng)用。學(xué)

2、 習(xí) 方 法 對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，只要能滿足技術(shù)指標(biāo)，就不要過分追究精確的數(shù)值。 器件是非線性的、特性有分散性、RC 的值有誤差、工程上允許一定的誤差、采用合理估算的方法。4模擬電子技術(shù)5第一章 半導(dǎo)體二極管及直流電源電路1.1 半導(dǎo)體的根本知識(shí)與PN結(jié)1.2 半導(dǎo)體二極管1.3 特殊二極管1.4 半導(dǎo)體二極管的根本應(yīng)用電路1.5 直流穩(wěn)壓電源概述1.6 穩(wěn)壓電電路的質(zhì)量指標(biāo)1.7 集成三端穩(wěn)壓器本章主要內(nèi)容6第一章 半導(dǎo)體二極管及直流電源電路學(xué)習(xí)本章的要求：一、理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦远⒄莆掌胀ǘO管和穩(wěn)壓管的外特性三、掌握二極管和穩(wěn)壓管的主要應(yīng)用四、熟悉普通二極管和穩(wěn)壓管的工作原理、 主

3、要 參數(shù)、使用方法五、熟悉集成三端穩(wěn)壓器的使用方法六、了解發(fā)光二極管、光電二極管的使用方法七、了解光電耦合器的使用方法7導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。1.1半導(dǎo)體的根本知識(shí)與PN結(jié) 半導(dǎo)體的根本知識(shí)8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)。摻雜性：往純潔的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)一、

4、半導(dǎo)體的特性利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻等利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等9 現(xiàn)代電子學(xué)中，用得最多的半導(dǎo)體是硅+14和鍺+32，它們的最外層電子價(jià)電子都是四個(gè)。GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。10111、本征半導(dǎo)體在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(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。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：完全純潔的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體叫本

5、征半導(dǎo)體。1112硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除去價(jià)電子后的原子共價(jià)健價(jià)電子12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。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)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)那么排列，形成晶體。+4+4+4+413 在絕對(duì)0度T=0K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)動(dòng)的帶電粒子即載流子，它的導(dǎo)電能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。 在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的

6、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。2.載流子、自由電子和空穴+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子 這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。14 Si Si Si Si價(jià)電子空穴 溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子 在外電場(chǎng)的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)新的空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。3.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理15注意： (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, 其導(dǎo)電性能很差； (2) 溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大，這是半導(dǎo)體的一大特

7、點(diǎn)。 自由電子和空穴都稱為載流子。 自由電子和空穴成對(duì)地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。 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)體中電流由兩局部組成： 1. 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。純潔半導(dǎo)體也稱為本征半導(dǎo)體 1本征半導(dǎo)體中電子空穴成對(duì)出現(xiàn)，且數(shù)量少； 2半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電； 3本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力弱，并與溫度有關(guān)。1617在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，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。P 型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜

8、質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為空穴半導(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，也稱為電子半導(dǎo)體。二、 N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成 N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。 因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。 在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供； 空穴是少數(shù)載流子, 由熱激發(fā)形成。 提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。1. N型半導(dǎo)體18 摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方

9、式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素 Si Si Si Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)某種元素,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。 在N 型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。19 在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等就形成了P型半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體。 因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。 P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成； 電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。 空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì) 因而也稱為受主雜質(zhì)。2. P 型半導(dǎo)體20 摻

10、雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或 P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素 Si Si Si Si 在 P 型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。B硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴無論N型或P型半導(dǎo)體都是電中性的，對(duì)外不顯電性。N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻雜后的半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力將顯著增強(qiáng)，并可人為控制。21P 型半導(dǎo)體（Na)+N 型半導(dǎo)體(Nd)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)為多子與雜質(zhì)濃度相等。負(fù)離子正離子多數(shù)載流子多數(shù)載流子少數(shù)載流子少數(shù)載流子22 上述存在載流子濃度差是半導(dǎo)體

11、區(qū)別于導(dǎo)體的一種特有現(xiàn)象，在導(dǎo)體中，只有一種載流子(自由電子)，如果其間存在著濃度差，則必將產(chǎn)生自低濃度向高濃度方向的電場(chǎng)，依靠電場(chǎng)力就會(huì)迅速將高濃度的電子拉向低濃度處，因此在導(dǎo)體中建立不了自由電子的濃度差。 在半導(dǎo)體中，存在著自由電子和空穴兩種載流子，當(dāng)其間出現(xiàn)非平衡載流子，建立濃度差時(shí)，仍能處處滿足電中性條件，就是說，只要存在非平衡自由電子n(x)-no，就必然存在非平衡空穴p(x)-po，并且兩者的數(shù)值相等，這樣就不會(huì)產(chǎn)生不同濃度之間的電場(chǎng)，因而也就不會(huì)將已建立的濃度差拉平?？傊?，由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一種特有的電流。注意：23在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半

12、導(dǎo)體和N 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PN 結(jié)。1.1.2 PN結(jié)1. PN結(jié)的形成24多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P 型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。 擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)越寬?？臻g電荷區(qū)也稱 PN 結(jié) 擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。+形成空間電荷區(qū)25 在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程: 因濃度差空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng) 內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移 內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散 最后

13、,多子的擴(kuò)散和少子的漂移到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡。 對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。 在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。 多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū) 262. PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1PN 結(jié)加正向電壓正向偏置PN 結(jié)變窄 P接正、N接負(fù) 外電場(chǎng)IF 形成外電場(chǎng)，方向與內(nèi)電場(chǎng)相反，內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。 PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電阻變小，正向電流增大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+272PN 結(jié)加反向電壓反向偏置外電場(chǎng) P接負(fù)、N接正 內(nèi)電場(chǎng)PN+28PN 結(jié)變寬2 PN 結(jié)加反向電壓反向偏置外電場(chǎng)形成外

14、電場(chǎng)，方向與內(nèi)電場(chǎng)相同，內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IR P接負(fù)、N接正 溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。 PN 結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+29 PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流； PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。 由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?0在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)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。(1) 點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。

15、1.2 半導(dǎo)體二極管1.2.1 根本結(jié)構(gòu)和分類31(3) 平面型二極管往往用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2) 面接觸型二極管PN結(jié)結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大， 用于工頻大電流整流電路。32陰極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅( c ) 平面型金屬觸絲陽(yáng)極引線N型鍺片陰極引線外殼( a ) 點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽(yáng)極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線( b ) 面接觸型二極管的結(jié)構(gòu)示意圖陰極陽(yáng)極( d ) 符號(hào)D331.2.2 伏安特性硅管0.5V鍺管0.1V反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通正向特性反向特性特點(diǎn)：

16、非線性 單向?qū)щ娦怨?.60.8V鍺0.20.3VUI死區(qū)電壓PN+PN+ 反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。它是二仍管外加正向電壓時(shí)，二極管兩端電壓UD與通過二極管的電流ID之間的關(guān)系曲線當(dāng)外加電壓較小時(shí)，外電場(chǎng)還缺乏以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力，正向電流為零當(dāng)正向電壓超過死區(qū)電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，正向電流隨外加電壓的增加而迅速增大。在正常使用的電流范圍內(nèi)二極管的正向壓降UF幾乎維持不變。它是二極管外加反向電壓時(shí)的電壓電流關(guān)系曲線當(dāng)反向電壓小于反向擊穿電壓UBR時(shí)由少數(shù)載流子形成的反向電流很小，與反向電壓無關(guān)當(dāng)反向電壓增大到某一值時(shí)反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象叫做二極管的反向擊穿。外加

17、電壓大于反向擊穿電壓,二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4根據(jù)半導(dǎo)體的物理原理，可從理論上分析得到PN結(jié)的伏安特性的表達(dá)式，此式通常稱為二極管方程，即：當(dāng)U0時(shí)，且UUT,那么電流I與U根本成指數(shù)關(guān)系。當(dāng)UUT,那么電流I -IS反向飽和電流為溫度的電壓當(dāng)量，在常溫300K下，UT26mV。351. 型號(hào)命名規(guī)那么國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：1.2.3 半導(dǎo)體二極管的型號(hào)與主要參數(shù)2AP9用數(shù)字代表同類型器件的不同用字母代表半導(dǎo)體器件的類型型號(hào)，P代表普通管2代表二極管，3代表三極管用字母代表半導(dǎo)體器件的材料，A代表N型Ge,B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表P型Si362. 半

18、導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流 IFM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。2. 最高反向工作電壓UDRM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。3. 最大反向電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM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，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。374. 最高工作頻率 fM二極管工作在高頻時(shí)，電流容易從結(jié)電容通過，使得管子的單向?qū)щ娦阅茏儾?，甚至可能失去單向?qū)щ娦?。這個(gè)參數(shù)主

19、要決定于PN結(jié)的結(jié)電容大小結(jié)電容愈大，那么fM愈低。正向壓降、結(jié)電容、最高結(jié)溫等5. 其它參38局部國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體高頻二極管參數(shù)表參數(shù)型號(hào)最高反向工作電壓（峰值）（V）反向擊穿電壓（V）正向電流（ mA）反向電流（A）最高工作頻率（MHZ）極間電容 （Pf）最大整流電流（mA）2AP120402.52501501162CK71001505.02503000.120局部國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體整流二極管參數(shù)表參數(shù)型號(hào)最大整流電流（ A）最高反向工作電壓（峰值）（V）最高工作電壓下的反向電流（A）正向壓降（平均值）（ V）最高工作頻率（MHZ）2CZ52A 0.12510000.832CZ54D0.51400100

20、00.832CZ57F5300010000.8339二極管的單向?qū)щ娦?1. 二極管加正向電壓正向偏置，陽(yáng)極接正、陰極接負(fù) 時(shí)， 二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。 2. 二極管加反向電壓反向偏置，陽(yáng)極接負(fù)、陰極接正 時(shí)， 二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。 3. 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4. 二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。40 1.2.4 二極管電路分析方法 一、定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通否那么，正向管壓降硅0.60.7V二、分析方法： 將二極管斷開，分析二極管兩端電位的上下或所加電

21、壓UD的正負(fù)。假設(shè) V陽(yáng) V陰或 UD為正( 正向偏置 )，二極管導(dǎo)通假設(shè) V陽(yáng) V陰 二極管導(dǎo)通否那么， UAB低于6V一個(gè)管壓降，假設(shè)為鍺管為6.3，假設(shè)為硅管為6.7V42 1.2.5 二極管電路分析舉例 二極管起鉗位作用 解：兩個(gè)二極管的陰是極接在一起的，取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽(yáng)極和陰極的電位。 UD2 UD1D1承受反向電壓為6 V流過 D2 的電流為：例2：電路如圖，求：UABBD16V12V3kAD2UAB+ V1陽(yáng) =6 V V1陰 = V1陰 =12 V UD1 = 6V V2陽(yáng) =0 V UD2 =12V D2 優(yōu)先導(dǎo)通， D1截止假設(shè)忽略管壓降，二極管

22、可看作短路，UAB = 0 V43 D2起鉗位作用 D1起隔離作用 ui 8V，二極管導(dǎo)通，可看作短路 uo = 8V例3：已知： 假設(shè)二極管是理想二極管， 試 畫出 uo 波形。8Vui18V解：二極管陰極電位為 8 Vuiuo參考點(diǎn)ui 8V，二極管截止，可看作開路 uo = uiD8VRuoui+8V44二極管的用途： 整流 檢波 限幅 鉗位 開關(guān) 元件保護(hù) 溫度補(bǔ)償?shù)?。uo1.3 特殊二極管1. 符號(hào) UZIZIZM UZ IZ2. 伏安特性 穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓使用時(shí)要加限流電阻 穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。_+

23、UIO1.3 .1 穩(wěn)壓二極管曲線越陡，穩(wěn)壓誤差越小,電壓越穩(wěn)定。穩(wěn)壓誤差453. 主要參數(shù)(1) 穩(wěn)定電壓UZ 穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。(2) 電壓溫度系數(shù) 環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。(3) 動(dòng)態(tài)電阻(4) 穩(wěn)定電流 IZ 、最大穩(wěn)定電流 IZM(5) 最大允許耗散功率 PZM = UZ IZMrZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。46，負(fù)載電阻RL=2k。要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓根本不變。4、穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例uoiZDZRiLiuiRL例：有一穩(wěn)壓二極管:解：令輸入電壓到達(dá)上限時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax 。求：電阻R和輸入電

24、壓 ui 的正常值。方程147令輸入電壓降到下限時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin 。方程2uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程1、2，可解得：48 半導(dǎo)體PN結(jié)共價(jià)鍵中的電子在光子的轟擊下。很容易脫離共價(jià)鍵而成為自由電子。因此可以用PN結(jié)構(gòu)成光敏二極管。 光敏二極管的反向電流與光照度成正比。 用感光靈敏度來衡量。 典型值為：0.1A/LxUOR+-10 -8 -6 -4 -2 0Ip/A-50200Lx400LX光照伏安特性1.3.2 光電二極管應(yīng)用電路圖符號(hào) 1、光電二極管的一般特性492、光電二極管的主要參數(shù) (1) 暗電流：無光照時(shí)的反向飽和電流。一般1A。 (2) 光電流：指在額定照度

25、下的反向電流，一般為幾十毫安。 (3) 靈敏度：指在給定波長(zhǎng)如0.9m的單位光功率時(shí)，光電二極管產(chǎn)生的光電流。一般0.5A/W。 (4) 峰值波長(zhǎng)：使光電二極管具有最高響應(yīng)靈敏度光電流最大的光波長(zhǎng)。一般光電二極管的峰值波長(zhǎng)在可見光和紅外線范圍內(nèi)。 光電二極管作為光控元件可用于各種物體檢測(cè)、光電控制、自動(dòng)報(bào)警等方面。當(dāng)制成大面積的光電二極管時(shí)，可當(dāng)作一種能源而稱為光電池。此時(shí)它不需要外加電源，能夠直接把光能變成電能。 (5) 響應(yīng)時(shí)間：指加定量光照后，光電流到達(dá)穩(wěn)定值的63%所需要的時(shí)間，一般為10-7S。50 發(fā)光二極管由砷化鎵、磷化鎵等半導(dǎo)體材料組成。由于電子空穴的復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光能量。發(fā)光二極管符號(hào)發(fā)光二極管七段數(shù)字顯示器1.