第二講半導體二極管教材課程

1.2半導體二極管一、結構把PN結封裝起來外接電極引線就形成了半導體二極管，簡稱二極管。陽極：由P區(qū)引出的電極。陰極：由N區(qū)引出的電極。圖1.2.1二極管的幾種常見結構1.2半導體二極管二、二極管的伏安特性1.正向特性外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內電場對多子擴散的阻力，PN結仍處于截止狀態(tài)。正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區(qū)電壓硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。開啟電壓：使二極管開始導通的臨界電壓。1.2半導體二極管2.反向特性外加反向電壓時，PN結處于截止狀態(tài)，反向電流很小。反向電壓大于擊穿電壓時，反向電流急劇增加。3.溫度的影響因為隨著溫度的升高，其導電性增強，所以伏安特性曲線的“正向”部分將左移，反向電流值增加，即“反向”部分將下移。圖1.2.2二極管的伏安特性1.2半導體二極管三、主要參數指標1）最大整流電流IF：指管子長期運行時，允許通過的最大正向平均電流。2）反向擊穿電壓U(BR)：指管子反向擊穿時的電壓值。3）最大反向工作電壓UR：二極管運行時允許承受的最大反向電壓（約為U(BR)的一半）。4）反向電流IR：指管子未擊穿時的反向電流，其值越小，則管子的單向導電性越好。5）最高工作頻率fM：主要取決于PN結結電容的大小。1.2半導體二極管四、等效電路1.折線化等效電路圖1.2.3由伏安特性折線化得到的等效電路1.2半導體二極管2.微變等效電路圖1.2.4二極管的微變等效電路圖1.2半導體二極管五、穩(wěn)壓二極管1.穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導體二極管，穩(wěn)壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內，端電壓幾乎不變，表現出穩(wěn)壓特性。穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。圖1.2.5穩(wěn)壓二極管的符號圖1.2半導體二極管2.伏安特性正向特性為指數曲線；反向特性：當外加反向電壓達到一定值時，反向擊穿，擊穿區(qū)曲線陡峭，在電流變化的某一范圍內，電壓變化很小，幾乎不變。注意：反向電流不應超過摸一個特定值，否則管子會因過熱而損壞。圖1.2.6穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線1.2半導體二極管3.穩(wěn)壓管的主要參數：（1）穩(wěn)定電壓UZ:反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓。（2）穩(wěn)定電流IZ:工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的電流。（3）動態(tài)電阻rZ:穩(wěn)定工作范圍內，管子兩端電壓的變化量與相應電流的變化量之比。即：rZ=ΔUZ/ΔIZ（4）額定功率PZM和最大穩(wěn)定電流IZM:額定功率PZM是在穩(wěn)壓管允許結溫下的最大功率損耗。最大穩(wěn)定電流IZM是指穩(wěn)壓管允許通過的最大電流。它們之間的關系是：PZM=UZ×IZM（5）溫度系數α：溫度每變化1攝氏度穩(wěn)壓值的變化量，即α=ΔUZ/ΔT1.2半導體二極管4.使用穩(wěn)壓管時注意事項（1）穩(wěn)壓管兩端要加反向電壓；（2）穩(wěn)壓管要并聯(lián)到電路中才能穩(wěn)壓；（3）必須限制穩(wěn)壓管電流IZmin<I<IZM,限流電阻的取值可實現這一點。練習：見教材例1.2.2圖1.2.7穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1.2半導體二極管六、發(fā)光二極管發(fā)光二極管具有單向導電性，當外加正向電壓使得正向電流足夠大時才發(fā)光。正向電流越大，發(fā)光越強。其發(fā)光顏色取決于所用材料。練習：見教材例1.2.3圖1.2.8發(fā)光二極管符號圖1.2.9例圖1.2.3電路圖1.2半導體二極管七、光電二極