模電第03章二極管及其基本電路

1、第三章第三章二極管及其基本電路二極管及其基本電路重點：重點：1.理解理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。結(jié)的單向?qū)щ娦浴?.了解二極管、穩(wěn)壓管的基本構(gòu)造、工作原理了解二極管、穩(wěn)壓管的基本構(gòu)造、工作原理和特性曲線，理解主要參數(shù)的意義；和特性曲線，理解主要參數(shù)的意義；3.會分析含有二極管的電路。會分析含有二極管的電路。（1-2）3.1 半導(dǎo)體的基本知識半導(dǎo)體的基本知識一一. 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體1.導(dǎo)體導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物質(zhì)，金屬一般都是導(dǎo)體。容易導(dǎo)電的物質(zhì)，金屬一般都是導(dǎo)體。2.絕緣體絕緣體:不導(dǎo)電的物質(zhì)不導(dǎo)電的物質(zhì),如橡皮、陶瓷、塑料和石英。如橡皮、陶瓷、塑料和石英。3.半導(dǎo)體半導(dǎo)體(1

2、)導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。(2)當受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。當受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。稱熱敏特性和光敏特性。稱熱敏特性和光敏特性。(3)往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)(其它化學(xué)元素其它化學(xué)元素)，會，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。使它的導(dǎo)電能力明顯改變。 半導(dǎo)體為什么有此性質(zhì)呢？半導(dǎo)體為什么有此性質(zhì)呢？（1-3）sisi硅原子硅原子(14)(14)Ge鍺原子鍺原子(32)(32)Ge硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為硅和鍺

3、最外層軌道上的四個電子稱為價電子價電子。二二. 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達到制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達到99.9999999%，常稱為，常稱為“九個九個9”。 典型的半導(dǎo)體是典型的半導(dǎo)體是硅硅Si和和鍺鍺Ge，它們都是它們都是4價元素。價元素。（1-4）1.形成共價鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電形成共價鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電能力較弱能力較弱,接近絕緣體。接近絕緣體。2.光照或受熱激發(fā)價電子光照或受熱激發(fā)價電子成為自由電子，導(dǎo)電能力成為自由電子，導(dǎo)電能力增強。這一現(xiàn)象稱為增強。這一現(xiàn)象稱為本征本征激發(fā)激發(fā)或或熱激發(fā)

4、熱激發(fā)。三三. 本征半導(dǎo)體的本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)共價鍵結(jié)構(gòu)可見：可見：本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。+4+4+4+4硅原子硅原子自由電子自由電子空穴空穴自由電子帶負電，自由電子帶負電，空穴帶正電，都是可以移動的粒子?？昭◣д?，都是可以移動的粒子。（1-5） 光照或受熱激發(fā)使半導(dǎo)體導(dǎo)電能力增強的現(xiàn)象稱為光照或受熱激發(fā)使半導(dǎo)體導(dǎo)電能力增強的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)或或熱激發(fā)熱激發(fā)?？梢姡嚎梢姡罕菊骷ぐl(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。自由電子自由電子帶負電的粒子帶負電的粒子空穴空穴帶正電的粒子帶正電的粒子自由電子、空穴統(tǒng)稱為載流子。自由電子、空穴統(tǒng)稱為載

5、流子。四四. 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。 為何呢？為何呢？1、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷(或銻或銻)。（1-6）+4+4+5+4多余電子多余電子自由電子自由電子磷原子磷原子硅原子硅原子+整塊整塊N 型半導(dǎo)體示意圖型半導(dǎo)體示意圖。可見：可見：a 、N 型半導(dǎo)體中自由電子很型半導(dǎo)體中自由電子很多多(多數(shù)載流子多數(shù)載流子)，空穴很少，空穴很少(少數(shù)載流子少數(shù)載流子) ；b 、導(dǎo)電性能顯著增加。、導(dǎo)電性能

6、顯著增加。（1-7）2、P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼(或銦或銦)。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子整塊整塊P 型半導(dǎo)體示意圖型半導(dǎo)體示意圖。硅原子硅原子可見：可見：a 、P 型半導(dǎo)體中自由電子很型半導(dǎo)體中自由電子很少少(少少子子)，空穴很多，空穴很多(多子多子)；b 、導(dǎo)電性能顯著增加。導(dǎo)電性能顯著增加。（1-8）（1-9）綜述與問題綜述與問題N 型半導(dǎo)體特點型半導(dǎo)體特點: 自由電子很多自由電子很多,空穴很少；空穴很少；整塊整塊N 型半導(dǎo)體示意圖型半導(dǎo)體示意圖:+P 型半導(dǎo)體特點型半導(dǎo)體特點: 自由電子很少自由電子很少,空

7、穴很多；空穴很多；整塊整塊N 型半導(dǎo)體示意圖型半導(dǎo)體示意圖:若將上述二者結(jié)合在一起，會如何？若將上述二者結(jié)合在一起，會如何？（1-10）P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+3.2 PN結(jié)的形成及特性結(jié)的形成及特性一一. PN 結(jié)的形成結(jié)的形成內(nèi)電場內(nèi)電場空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)耗盡層、勢壘區(qū)耗盡層、勢壘區(qū)空間電荷區(qū)穩(wěn)定空間電荷區(qū)穩(wěn)定后形成后形成PN 結(jié)結(jié)（1-11）PN結(jié)結(jié)變薄變薄二二. PN 結(jié)的特點結(jié)的特點單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦?. PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置(加正向電壓加正向電壓)P 區(qū)加正區(qū)加正, N 區(qū)加負電壓區(qū)加負電壓內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場+_RE+I當內(nèi)外電場相互抵消時當內(nèi)外電場相

8、互抵消時,PN相當于短接相當于短接:正向電流正向電流IE/ /R內(nèi)電場被削弱，擴散內(nèi)電場被削弱，擴散運動加強形成較大的運動加強形成較大的電流。電流。（1-12）2、PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置(加反向電壓加反向電壓) P區(qū)加負、區(qū)加負、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場PN結(jié)變厚結(jié)變厚I0內(nèi)外電場相互加強內(nèi)外電場相互加強,PN相當于斷開相當于斷開: 反向電流反向電流I0-+RE+內(nèi)電場被加強，擴散受抑內(nèi)電場被加強，擴散受抑制。漂移加強，形成較小制。漂移加強，形成較小的反向漂移電流的反向漂移電流0。 呈呈現(xiàn)高電阻，現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。（1-13）3.3 半導(dǎo)體二極管半

9、導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。二極管結(jié)構(gòu)二極管結(jié)構(gòu)兩層半導(dǎo)體，一個兩層半導(dǎo)體，一個PN結(jié)。結(jié)。二、圖形符號二、圖形符號PN陰極陰極陽極陽極D（1-14） 三、伏安特性三、伏安特性(ui關(guān)系曲線關(guān)系曲線)死區(qū)電壓死區(qū)電壓: 硅管硅管0.5V,鍺管鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: :( (穩(wěn)定不變穩(wěn)定不變) ) 硅管硅管0.7V, 鍺管鍺管0.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓VBR理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ；導(dǎo)通正向壓降；導(dǎo)通正向壓降=0； 反向飽和電流反向飽和電流=0 ；反向擊穿電壓；反向擊穿

10、電壓=。反向飽和電流反向飽和電流ISIS0vDiD+vD- -EiDVRmA+vD- -EiDVRmA擊穿使二極擊穿使二極管永久損壞管永久損壞（1-15）)1(eTS VvDDIi其中其中iD、 vD 的關(guān)系為的關(guān)系為： vD PN結(jié)兩端的電壓降結(jié)兩端的電壓降iD流過流過PN結(jié)的電流結(jié)的電流IS 為反向飽和電流為反向飽和電流VT = =kT/ /q 稱為溫度的電壓當量稱為溫度的電壓當量其中其中k為玻耳茲曼常數(shù)：為玻耳茲曼常數(shù)：1.381023 J/ /Kq 為電子電荷量為電子電荷量1.6109 CT 為熱力學(xué)溫度為熱力學(xué)溫度,單位為單位為K 對于常溫對于常溫(相當相當T=300 K)時：則有時

11、：則有VT=0.026V（1-16）關(guān)于關(guān)于PN結(jié)的反向擊穿問題結(jié)的反向擊穿問題 當當PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時，反向電流結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時，反向電流突然快速增加，此現(xiàn)象稱為突然快速增加，此現(xiàn)象稱為PN結(jié)的結(jié)的反向擊穿。反向擊穿。1、熱擊穿、熱擊穿 熱擊穿的特征：二極管承受很大反向電壓時，熱擊穿的特征：二極管承受很大反向電壓時，反向電流急劇增大，二極管的結(jié)電阻為反向電流急劇增大，二極管的結(jié)電阻為0 ，失去單向?qū)蜗驅(qū)щ娦?，電性，永久損壞二極管，并很容易燒壞永久損壞二極管，并很容易燒壞PN結(jié)。結(jié)。 一般的整流、檢波二極管擊穿時均為熱擊穿，因此一般的整流、檢波二極管擊穿時均為熱

12、擊穿，因此在實際使用中應(yīng)避免熱擊穿。在實際使用中應(yīng)避免熱擊穿。2、電擊穿、電擊穿 電擊穿的特征：可逆。在反向電壓作用下反向電擊穿的特征：可逆。在反向電壓作用下反向電流急劇增大，但只要結(jié)功率不超過耗散功率電流急劇增大，但只要結(jié)功率不超過耗散功率 ，電流，電流不超過最大值，就不會損壞二極管，當反向電壓降低后不超過最大值，就不會損壞二極管，當反向電壓降低后，二極管仍可恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。，二極管仍可恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管(齊納齊納二極管二極管)擊穿時一般為電擊穿。擊穿時一般為電擊穿。（1-17）RD 0VD =0.7V(硅管硅管) 0.3V(鍺管鍺管)0(E較大時較大時)相當于短

13、接相當于短接稱為導(dǎo)通稱為導(dǎo)通E 0.5V(硅管硅管)、 0.2V(鍺管鍺管)時：時：I 0，處在死區(qū)，處在死區(qū),尚未導(dǎo)通。實際中這種情況要避免。尚未導(dǎo)通。實際中這種情況要避免。E 0.7V(硅管硅管)、 0.3V(鍺管鍺管)時：時：RVEID ERDIRDVD四、實際四、實際二極管特點總結(jié)二極管特點總結(jié)1、當二極管上加正向電壓時：、當二極管上加正向電壓時：(即即PN結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置)（1-18）2、當二極管上加反向電壓時、當二極管上加反向電壓時(即即PN結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置)PN結(jié)或二極管具有結(jié)或二極管具有E 擊穿電壓時：擊穿電壓時：RD , I 0VD E二極管相當于斷開二極管相當于斷開

14、稱為截止。稱為截止。E 擊穿電壓時：擊穿電壓時：RD 0， VD 0REI 二極管相當于短接，壞了。這種情況要避免。二極管相當于短接，壞了。這種情況要避免。ERDRDVDI 單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕?-19）只要只要E0時：時：RD =0，VD =0相當于短接相當于短接稱為導(dǎo)通稱為導(dǎo)通REI ERDIRDVD五、理想五、理想二極管特點總結(jié)二極管特點總結(jié)1、當二極管上加正向電壓時：、當二極管上加正向電壓時：(即即PN結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置)2、當二極管上加反向電壓時、當二極管上加反向電壓時(即即PN結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置)ERDRDVDI只要只要E0：RD=, I=0, VD E相當于斷開相當于斷開稱

15、為截止。稱為截止。PN結(jié)或二極管具有結(jié)或二極管具有 單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕?-20）RLvivovivott二極管半波整流電路如圖所示。畫出輸出電壓二極管半波整流電路如圖所示。畫出輸出電壓vo 的波形。的波形。例例1（1-21）六、六、PN結(jié)的電容效應(yīng)結(jié)的電容效應(yīng)1、勢壘電容、勢壘電容CB 當當PN結(jié)外加反向電壓發(fā)生變化時，耗盡層結(jié)外加反向電壓發(fā)生變化時，耗盡層(PN結(jié)結(jié))的寬度要相應(yīng)地隨之改變，即的寬度要相應(yīng)地隨之改變，即PN結(jié)中存儲的電荷量要結(jié)中存儲的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。隨之變化，就像電容充放電一樣。 空空間間電電荷荷區(qū)區(qū)W+R+E+PNCB大小大小式式3.2.6（1-2

16、2）2、擴散電容、擴散電容CD 當當PN結(jié)外加正向電壓不同時，結(jié)外加正向電壓不同時，PN結(jié)兩側(cè)堆積的少子結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相當電容的充放電過的數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相當電容的充放電過程程。 +耗盡層耗盡層N區(qū)區(qū)P區(qū)區(qū)CD大小大小式式3.2.4二極管的極間電容二極管的極間電容(結(jié)電容結(jié)電容) CdCB + CD電容效應(yīng)在交流信號作用下才會明顯表現(xiàn)出來。電容效應(yīng)在交流信號作用下才會明顯表現(xiàn)出來。（1-23）七、二極管的主要參數(shù)七、二極管的主要參數(shù) nA級級 A級級CdCB + CD（1-24）6.半導(dǎo)體二極管、三極管的型號半導(dǎo)體二極管、三極管的型號(國家標準國家標準)

17、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(guān)管。為開關(guān)管。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。用字母表示材料用字母表示材料, , A鍺鍺PNP管、管、B鍺鍺NPN管、管、C硅硅PNP管、管、D硅硅NPN管管用字母表示器件的種類用字母表示器件的種類, , X低頻小功率管、低頻小功率管、D低頻大功低頻大功率管、率管、G高頻小功率管、高頻小功率管、A高頻大功率管、高頻大功

18、率管、K開關(guān)管開關(guān)管 用數(shù)字表示同種器件型號的序號用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管三極管3DG110B（1-25）（1-26）3.4 二極管的基本電路及其分析方法二極管的基本電路及其分析方法一、模型法一、模型法1、理想模型、理想模型(理想二極管模型理想二極管模型)理想二極管特點：理想二極管特點：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ；導(dǎo)通正向壓降；導(dǎo)通正向壓降=0； 反向飽和電流反向飽和電流=0 ；反向擊穿電壓；反向擊穿電壓=。理想二極管模型理想二極管模型VS0VS0+ v - -+ VS - -iR+ v - -iR+ VS - -+ v - -

19、iR+ VS - -i=VS/ /Ri=0伏安特性伏安特性uiv（1-27）V D為二極管的導(dǎo)通壓降。硅管為二極管的導(dǎo)通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。2、恒壓降模型、恒壓降模型(實際二極管模型實際二極管模型)實際二極管特點：實際二極管特點：導(dǎo)通正向壓降導(dǎo)通正向壓降VD硅管硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V ； 反向飽和電流反向飽和電流0 ；反向擊穿電壓；反向擊穿電壓。恒壓降模型恒壓降模型VSVDVSVD+ v - -+ VS - -iR+ v - -iR+ VS - - vDiR+ VS - -i=(VS- -V D)/ /Ri=0伏安特性伏安特性iuDUVD v（1-28）i

20、vVthVth為二極管的死區(qū)壓降：硅管為二極管的死區(qū)壓降：硅管 0.5V；鍺管；鍺管 0.1V。rD為二極管的動態(tài)電阻，約為為二極管的動態(tài)電阻，約為200 。3、折線模型、折線模型折線降模型將二極管看成：折線降模型將二極管看成： 反向飽和電流反向飽和電流0 ；反向擊穿電壓；反向擊穿電壓=。折線模型折線模型斜率為斜率為1/ /rDVSVthVSVth+ v - -+ VS - -iR+ v - -iR+ VS - - VthiR+ VS - -rD+ v - -（1-29）VS為恒定電壓；為恒定電壓；vi為動態(tài)小信號電壓。設(shè)為動態(tài)小信號電壓。設(shè)：vi Vm sin t 若電路工作在線性段，則根據(jù)

21、疊加定理，電路可若電路工作在線性段，則根據(jù)疊加定理，電路可等效為：等效為：4、小信號模型、小信號模型所謂小信號模型如圖示：所謂小信號模型如圖示： + VD - -VSIDR+ vd- -idR+ vi- -rd+ v - -VSiR+ vi- -用前面學(xué)過用前面學(xué)過的方法求的方法求 )mA()mV(26DIrd+ v - -VSiR+ vi- -（1-30）VS為恒定電壓；為恒定電壓；vi為動態(tài)小信號電壓。為動態(tài)小信號電壓。vi Vm sin t顯然，二極管上的電壓電流關(guān)系，即負載線方程為：顯然，二極管上的電壓電流關(guān)系，即負載線方程為：證明：證明：+ v - -VSiR+ vi- -ivRuu

22、UiiS 當當vi0時時稱為稱為靜態(tài)靜態(tài)，此時負載線稱為，此時負載線稱為直流負載線直流負載線，它與伏安特性的交點，它與伏安特性的交點Q(VD, ID)稱為靜態(tài)工作點稱為靜態(tài)工作點。RuURuiS 當當vi0時時稱為稱為動態(tài)動態(tài)，此時負載，此時負載線稱為線稱為交流負載線交流負載線，它隨，它隨vi 的變的變化而移動，它與伏安特性的交點化而移動，它與伏安特性的交點在在Q和和Q之間移動之間移動。VS VS/ /R RQQQVS+VmVS- -Vm（1-31） 此時工作點的變化范圍很小，且在此時工作點的變化范圍很小，且在Q點附近，即在點附近，即在伏安特性的線性段移動，故對小輸入信號伏安特性的線性段移動，

23、故對小輸入信號vi而言，二極而言，二極管相當于一個電阻管相當于一個電阻rd，大小可由下列方法求得：，大小可由下列方法求得：ivQivQdduigr 1Qdudi )1(eTS UuIiTTeeTSTSUUQUuQDUIUIdudi )1(eTS UUDDIITeSUUDI TDUI 所以：所以：即：即：DT1IUgrdd )mA()mV(26DI恒壓源模型恒壓源模型mA3 . 9K1V)7 . 010( I測量值：測量值： 9.32 mA相對誤差：相對誤差：002 . 032. 99.332. 9 理想二極管模型理想二極管模型mA10K1V10 I相對誤差：相對誤差：00732. 932. 9

24、10 IR+ E 10V- -1k0.7VIR1k+ E 10V- -IR1k+ E 10V- -例例1求圖示二極管上的電流求圖示二極管上的電流 I 。 二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R1k，VREF=2V，輸，輸入信號為入信號為vi。 vi為為4V的直流信號，分別采用理想二極管模型、的直流信號，分別采用理想二極管模型、恒壓源模型計算電流恒壓源模型計算電流I 和輸出電壓和輸出電壓 vo解解：(1)采用理想模型分析。采用理想模型分析。 (2)采用恒壓源模型模型分析。采用恒壓源模型模型分析。mA2k12VV4REFi RUuImA3 . 1k1V7 . 02VV4DR

25、EFi RUUuI例例2VREFI+vi- -R+vo- - vo = VREF=2V vo=VD+VREF=0.7+2=2.7V 如果如果vi為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖的交流三角波，波形如圖(b)所示。所示。分別采用理想二極管模型和恒壓源模型分析電路并畫出相分別采用理想二極管模型和恒壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。應(yīng)的輸出電壓波形。解：解：(1)采用理想二極管模采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。型分析。波形如圖所示。0-4V4Vvit2V2Vvot例例3VREFI+vi- -R+vo- -02.7Vvot0-4V4Vvit2.7V(2)采用恒壓源模型分析，波形如圖所

26、示。采用恒壓源模型分析，波形如圖所示。VREFI+vi- -R+vo- -（1-36）D6V12V3k BAVAB+例例4（1-37）BD16V12V3k AD2VAB+例例5（1-38）vi18sin t V，t 例例6（1-39）二、圖解分析法二、圖解分析法前提條件：已知二極管的前提條件：已知二極管的V-I曲線。曲線。例例1已知二極管的已知二極管的V-I曲線及其各元件參數(shù)曲線及其各元件參數(shù), 求求vD、iDiv+ vD - -VDD iDR解：由電路得二極管兩端電壓電流的關(guān)系為：解：由電路得二極管兩端電壓電流的關(guān)系為：vDVDDiDR 在在V-I曲線圖上作此直線方程，通過兩曲線的交點曲線圖

27、上作此直線方程，通過兩曲線的交點即可求出即可求出vD、iD 。VDD RUDDiD vD 負載線負載線（1-40）)1(eTS UuDDIi三、迭代法三、迭代法前提條件：已知二極管的前提條件：已知二極管的V-I曲線的數(shù)學(xué)模型。曲線的數(shù)學(xué)模型。例例1已知二極管的已知二極管的V-I曲線方程為：曲線方程為：+ vD - -VDD iDR解：由電路得二極管兩端電壓電流的關(guān)系為：解：由電路得二極管兩端電壓電流的關(guān)系為：vDVDDiDR 聯(lián)立兩個方程求解即可。聯(lián)立兩個方程求解即可。 求圖示電路求圖示電路vD、iD 的大小。的大小。（1-41）DZ2、伏安特性、伏安特性3.5 特殊二極管特殊二極管一、齊納二

28、極管一、齊納二極管(穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管)穩(wěn)壓管結(jié)構(gòu)：穩(wěn)壓管結(jié)構(gòu)：兩層硅半導(dǎo)體，一個兩層硅半導(dǎo)體，一個PN結(jié)結(jié)viIZmax VZ IZVZIZ穩(wěn)壓管反向擊穿時穩(wěn)壓管反向擊穿時, 只要只要IZIZmax , 就不會永久擊穿。就不會永久擊穿。穩(wěn)定穩(wěn)定電壓電壓斜率很大：斜率很大：1/ /rZ= I/ / V1、圖形符號、圖形符號穩(wěn)壓管正向使穩(wěn)壓管正向使用時與普通硅用時與普通硅二極管相同。二極管相同。死區(qū)電壓死區(qū)電壓:0.5V導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: :0.7V - -v+i（1-42） 3、實際穩(wěn)壓管工作原理、實際穩(wěn)壓管工作原理(1)當穩(wěn)壓管正向偏置時當穩(wěn)壓管正向偏置時ERDZIVDRDE 0.5V時：時： I 0，處在死區(qū)。穩(wěn)壓管尚未導(dǎo)通。，處在死區(qū)。穩(wěn)壓管尚未導(dǎo)通。E 0.7V時：時：穩(wěn)壓管電阻：穩(wěn)壓管電阻： RD 0穩(wěn)壓管電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓管電壓穩(wěn)定在: VD= 0.7V穩(wěn)壓管相當于短接穩(wěn)壓管相當于短接,稱為導(dǎo)通稱為導(dǎo)通圖中電流：圖中電流：RVEID （1-43）(2)當穩(wěn)壓管反向偏置時當穩(wěn)壓管反向偏置時ERDZVIZRD穩(wěn)壓作用穩(wěn)壓作用(要求要求IZ IZmax)RVEIZZ 當當EVZ (穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓,參數(shù)之一參數(shù)之一)時：時：