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1、第2讲第1章半导体二极管第1页，共18页，编辑于2022年，星期一第二讲第二讲 半导体二极管半导体二极管一、二极管的组成一、二极管的组成二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性三、二极管的等效电路三、二极管的等效电路四、二极管的主要参数四、二极管的主要参数五、稳压二极管五、稳压二极管六、其它类型二极管六、其它类型二极管第2页，共18页，编辑于2022年，星期一1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.1 1.2.1 二极管组成和用途二极管组成和用途（1 1）组成：）组成：PNPN结用管壳封装，结用管壳封装，引出两个电极，即构成二极管。引出两个电极，即构成二极管。图图1.2.2 1.2.2
2、 二极管的几种外形二极管的几种外形图图1.2.1 1.2.1 二极管组成二极管组成和电路符号和电路符号3第3页，共18页，编辑于2022年，星期一点接触型：点接触型：结面积小，结电容小结面积小，结电容小 高频小功率管高频小功率管面接触型：面接触型：结面积大，结电容大结面积大，结电容大工作频率低工作频率低整流管整流管平面型：平面型：结面积有大有小，大的结面积有大有小，大的用于大功率整流，小的用于大功率整流，小的用于开关管用于开关管（2 2）二极管常见结构）二极管常见结构图图 1.2.21.2.2（3 3）二极管用途：检波、整流、开关）二极管用途：检波、整流、开关4第4页，共18页，编辑于2022
3、年，星期一 1.2.2 1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.6-0.8V1A以下锗Ge0.1V0.1-0.3V几十A开启电压反向饱和电流击穿电压(1)测试测试(*)及特性：及特性：iD=f(uD)正向特性：正向特性：开启电压、导通电压开启电压、导通电压反向特性：反向特性：饱和电流、击穿电压饱和电流、击穿电压(几十伏几千伏几十伏几千伏)5第5页，共18页，编辑于2022年，星期一(2)(2)电流方程电流方程UT=kT/q26mV（室温（室温300k）温度的电压当量温度的电压当量(热电压热电压)K=1.3810-23 J/k波耳兹曼常数波耳
4、兹曼常数q=1.610-19 C 电子电量电子电量指数型平行横轴若若 u U(BR)反向击穿反向击穿 U(BR)几十伏几千伏几十伏几千伏 6第6页，共18页，编辑于2022年，星期一（3）温度对二极管特性的影响温度对二极管特性的影响T（）正向曲线左移，产生相同电流所需管压降正向曲线左移，产生相同电流所需管压降u T（）反向曲线下移反向曲线下移反向饱和电流反向饱和电流IS，U(BR）UF：-(22.5)mV/1oCIs：1倍/10oC7第7页，共18页，编辑于2022年，星期一 1.2.3 1.2.3 二极管的等效电路二极管的等效电路 （1 1）折线等效）折线等效（a）理想等效）理想等效导通时导
5、通时 UD0截止时截止时IS0（b）考虑）考虑UD导通时导通时UDUon=常量常量截止时截止时IS0（c）考虑）考虑UD、RD UUon后，后，IU 截止时截止时IS=0例：例：UD=0.7V 求求S通、断时的通、断时的Uo值。值。（12V、5.3V）8第8页，共18页，编辑于2022年，星期一Q点点越高，越高，rd越小。越小。ui=0时直流电源作用静态电流（2）微变等效电路微变等效电路 当二极管在静态（当二极管在静态（Q点）基础上有一微变信号点）基础上有一微变信号ui作用时，则可将二极管等效作用时，则可将二极管等效为一个电阻为一个电阻动态电阻动态电阻rD，也就是，也就是微变等效微变等效电路。
6、电路。9第9页，共18页，编辑于2022年，星期一1.2.4 1.2.4 二极管的主要参数二极管的主要参数o最大整流电流最大整流电流IF(正向平均值正向平均值):几十几百几十几百mA (2AP10 5mA)o最高反向工作电压最高反向工作电压UR(瞬时值瞬时值):UR=1/2U(BR）(2AP10 20V)o反向电流反向电流 IR(即即IS):A量级，温度函数，小好量级，温度函数，小好 (2AP10 40A)o最高工作频率最高工作频率fM：PN结电容结电容f fM D失去单向导电性失去单向导电性 (2AP10 100MHz)o交交/直流电阻：直流电阻：RD=UD/ID|Q ；rD=UD/ID|Q
7、10第10页，共18页，编辑于2022年，星期一交、直流电阻交、直流电阻rD、RD计算：计算：（1 1）直流电阻：）直流电阻：（2 2）交流电阻：）交流电阻：11第11页，共18页，编辑于2022年，星期一1.2.5 1.2.5 稳压二极管稳压二极管（1）伏安特性）伏安特性进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流 反向击穿后在一定反向击穿后在一定的电流范围内端电压的电流范围内端电压基本不变基本不变稳定电稳定电压压Uz。（2）主要参数）主要参数稳定电压稳定电压UZ、稳定电流、稳定电流IZ最大功耗最大功耗PZM IZM UZ动态电阻动态电阻rzUZ/IZ（几十欧）（几十欧）温度系数温度系数=Uz/
8、T等效电路：等效电路：D1加加UF或或URU(BR)（普通（普通D）D2-Uz-rD反向击穿等效反向击穿等效12第12页，共18页，编辑于2022年，星期一1.2.6 1.2.6 其它类型二极管其它类型二极管o发光二极管（图发光二极管（图a）：电）：电-光器件，光器件，Uon=1.62.0Vo光电二极管（图光电二极管（图b）：光）：光-电器件，电器件，i光照强度光照强度o变容二极管（图变容二极管（图c）：结电容随变容管端电压变化）：结电容随变容管端电压变化 图图(a)图图(b)图图(c)13第13页，共18页，编辑于2022年，星期一1.2.7 1.2.7 二极管检测及其应用二极管检测及其应用
9、o(1)判断极性：判断极性：R100或或R1k档测正反向电阻档测正反向电阻o(2)判断优劣：判断优劣：RF=几十几百欧；几十几百欧；RR200k(2)(2)家用节能灯家用节能灯/保温电熨斗保温电熨斗 已知已知ui10sint(v)，试画出，试画出ui与与uO的波形。设二极管正向的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。导通电压可忽略不计。(1)(1)二极管单向导电性二极管单向导电性14第14页，共18页，编辑于2022年，星期一练习题(1)判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压（UD0.7V）解：解：Uo1=1.3V Uo2=-2.3V15第15页，共1
10、8页，编辑于2022年，星期一 练习题练习题(2)电路如图所示，已知电路如图所示，已知ui5sint(V)，二极管导通电压，二极管导通电压UD0.7V。试画出。试画出ui与与uO的波形，并标出幅值。的波形，并标出幅值。16第16页，共18页，编辑于2022年，星期一练习题（练习题（3）电路如图（电路如图（a）所示，其输入电压）所示，其输入电压uI1和和uI2的波形如图（的波形如图（b）所示，二极管导通电压所示，二极管导通电压UD0.7V。试画出输出电压。试画出输出电压uO的波形，并的波形，并标出幅值。标出幅值。17第17页，共18页，编辑于2022年，星期一 已知稳压管的稳压值已知稳压管的稳压值UZ6V，稳定电流的最小值，稳定电流的最小值 IZmin5mA。求电路中。求电路中UO1和和UO2各为多少伏。各为多少伏。解：设解：设z稳压态，则稳压态，则UO16V，Dz=IR-IRL=5mA=Izmin,假设假设成立。成立。练习题（练习题（4 4）设设z稳压态，则稳压态，则z=IR-IRL=-0.4mAIzminz截止：截止：UO25V18第18页，共18页，编辑于2022年，星期一