清華模電數(shù)電課件第3講半導(dǎo)體二極管.ppt

第三講半導(dǎo)體二極管,一、二極管的組成,二、二極管的伏安特性及電流方程,三、二極管的等效電路,四、二極管的主要參數(shù),五、穩(wěn)壓二極管,一、二極管的組成,將PN結(jié)封裝，引出兩個(gè)電極，就構(gòu)成了二極管。,點(diǎn)接觸型：結(jié)面積小，結(jié)電容小故結(jié)允許的電流小最高工作頻率高,面接觸型：結(jié)面積大，結(jié)電容大故結(jié)允許的電流大最高工作頻率低,平面型：結(jié)面積可小、可大小的工作頻率高大的結(jié)允許的電流大,二、二極管的伏安特性及電流方程二極管的電流與其端電壓的關(guān)系稱為伏安特性,開啟電壓,反向飽和電流,擊穿電壓,溫度的電壓當(dāng)量,從二極管的伏安特性可以反映出：1.單向?qū)щ娦?2.伏安特性受溫度影響,T（）在電流不變情況下管壓降u反向飽和電流IS，U(BR)T（）正向特性左移，反向特性下移,正向特性為指數(shù)曲線,反向特性為橫軸的平行線,三、二極管的等效電路1.將伏安特性折線化,理想二極管,近似分析中最常用,理想開關(guān)導(dǎo)通時(shí)UD0截止時(shí)IS0,導(dǎo)通時(shí)UDUon截止時(shí)IS0,導(dǎo)通時(shí)i與u成線性關(guān)系,應(yīng)根據(jù)不同情況選擇不同的等效電路！,三、二極管的等效電路,Q越高，rd越小。,當(dāng)二極管在靜態(tài)基礎(chǔ)上有一動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)，則可將二極管等效為一個(gè)電阻，稱為動(dòng)態(tài)電阻，也就是微變等效電路。,ui=0時(shí)直流電源作用,小信號(hào)作用,靜態(tài)電流,2.微變等效電路,四、二極管的主要參數(shù),最大整流電流IF：最大平均值最大反向工作電壓UR：最大瞬時(shí)值反向電流IR：即IS最高工作頻率fM：因PN結(jié)有電容效應(yīng),結(jié)電容為擴(kuò)散電容（Cd）與勢(shì)壘電容（Cb）之和。,擴(kuò)散路程中電荷的積累與釋放,空間電荷區(qū)寬窄的變化有電荷的積累與釋放,五、穩(wěn)壓二極管,1.伏安特性,進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流,不至于損壞的最大電流,由一個(gè)PN結(jié)組成，反向擊穿后在一定的電流范圍內(nèi)端電壓基本不變，為穩(wěn)定電壓。,2.主要參數(shù),穩(wěn)定電壓UZ、穩(wěn)定電流IZ,最大功耗PZMIZMUZ,動(dòng)態(tài)電阻rzUZ/IZ,六、其它類型二極管,一.發(fā)光二極管發(fā)光二極管包括可見光,不可見光,激光等不同的類型,這里只對(duì)可見光發(fā)光二極管做一簡(jiǎn)單介紹發(fā)光二極管的發(fā)光顏色決定于所用材料,目前有紅,綠,黃,橙等色,可以制成各種形狀,如長(zhǎng)方型,圓形見圖(a)所示等.圖(b)所示為發(fā)光二極管的符號(hào).,圖1.2.12發(fā)光二極管,二.光電二極管,光電二極管是遠(yuǎn)紅外線接受管,是一種光能與電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的器件.它的幾種常見外形如圖1.2.13(a)所示,符號(hào)見圖(b)圖1.2.14(a)所示為光電二極管的伏安特性.在無(wú)光照時(shí),與普通二極管一樣,具有單向?qū)щ娦?有光照時(shí),特性曲線下移,它們分布在第三,四象限內(nèi).,圖1.2.13光電二極管的外形和符號(hào),圖1.2.14光電二極管的伏安特性,特性曲線在第四象限時(shí)呈光電池特性,圖(b).(c).(d).所示分別是光電二極管工作在特性曲線的第一,三,四象限時(shí)原理電路.除上述特殊二極管外,還有利用PN結(jié)勢(shì)壘電容制成的變?nèi)荻O管.例1.2.3見右圖,圖1.2.15例圖1.2.3電路圖,討論1判斷電路中二極管的工作狀態(tài)，求解輸出電壓。,判斷二