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1、电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社关于半导体器件关于半导体器件第一页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社 本本章章在在简简要要介介绍绍半半导导体体材材料料的的特特性性及及导导电电规规律律后后，重重点点研研究究常常用用半半导导体体器器件件的的组组成成结结构构、伏伏安安特特性性、主主要要参参数数和和应应用用方方法，为后续学习电子电路建立必要的基础。法，为后续学习电子
2、电路建立必要的基础。半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路第第 1 1 章章第二部分第二部分 电子技术基础电子技术基础第二页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社第二部分第二部分 电子技术基础电子技术基础 第第第第1 1 1 1章章章章 半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路1.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构1.2 半导体二极管的单向导电性半导体二
3、极管的单向导电性1.3 几种常用特殊二极管几种常用特殊二极管1.4 二极管基本电路应用二极管基本电路应用第三页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社主要内容：主要内容：重点内容：重点内容：难点内容：难点内容：PN结的单向导电性，含半导体器件电路的分析。结的单向导电性，含半导体器件电路的分析。第第1 1章章 半导体器件半导体器件 介介介介绍绍绍绍半半导导体体材材料料的的特特性性，半半导导体体二二极极管管、半半导导体三极管的工作原理及应用知识体三极管的工作原理及应用知识。PN
4、PN结结结结的的的的单单单单向向向向导导导导电电电电性性性性，电电子子器器件件认认知知规规律律和和含含含含半半半半导导导导体器件电路的分析方法。体器件电路的分析方法。体器件电路的分析方法。体器件电路的分析方法。第四页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.1 半导体二极管的结构1.1.1 1.1.1 半导体材料半导体材料半半导导体体：指指导导电电能能力力介介于于导导体体与与绝绝缘缘体体之之间间的的物物质质。常常用用的的半半导导体体材材料料有有硅硅（Si）和和锗锗（Ge
5、e），硒硒和和许许多多金金属属氧氧化物、硫化物都是半导体。化物、硫化物都是半导体。图图2.1.1 2.1.1 锗、硅原子结构锗、硅原子结构锗、硅原子结构锗、硅原子结构物体的导电性：物体的导电性：（1 1）导体）导体（2 2）绝缘体）绝缘体（3 3）半导体）半导体第五页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社（1 1）热敏性）热敏性大大部部分分半半导导体体的的导导电电能能力力随随温温度度的的升升高高而而增增强强，有有些些对对温温度反应特别敏感。度反应特别敏感。热敏元件热敏元件
6、半导体材料的三个特点：半导体材料的三个特点：（2 2）光敏性）光敏性半半导导体体的的导导电电能能力力随随光光照照强强度度的的变变化化而而变变化化。例例如如硫硫化化镉镉薄薄膜膜，无无光光照照时时，电电阻阻是是几几十十兆兆欧欧姆姆，是是绝绝缘缘体体；受受光光照照时时，电电阻阻只只有有几十千欧姆。几十千欧姆。光敏元件光敏元件（3 3）掺杂性）掺杂性如如果果在在纯纯净净半半导导体体中中掺掺入入微微量量其其它它元元素素（称称为为掺掺杂杂），半半导导体体的的导导电电能能力力随随着着掺掺杂杂能能力力的的变变化化而而发发生生显显著著变变化化。基本半导体器件基本半导体器件1.1 半导体二极管的结构第六页，讲稿共
7、六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1 1、本征半导体、本征半导体完全纯净的具有晶体结构的半导体。完全纯净的具有晶体结构的半导体。图图2.1.1 2.1.1 锗、硅原子结构锗、硅原子结构锗、硅原子结构锗、硅原子结构根据半导体的掺杂情况，半导体材料又可以分为两类：根据半导体的掺杂情况，半导体材料又可以分为两类：典典型型的的半半导导体体材材料料有有硅硅（S Si i）和和锗锗（G Ge e），它它们们都都是是四四价价元元素素，每每个个原原子子的的外外层层有有四四个个价价电电子子，原
8、原子子结结构构如图如图2.1.12.1.1所示。所示。四价元素四价元素1.1 半导体二极管的结构第七页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社SiSiSiSi共价键共共价价键键：在在晶晶体体结结构构的的半半导导体体中中，相相邻邻两两个个原原子子的的一一对对最最外外层层电电子子成成为为共共用用电电子子，形形成成共共价价键结构。键结构。价电子电电子子、空空穴穴：在在常常温温下下由由于于分分子子的的热热运运动动，少少量量价价电电子子挣挣脱脱原原子子核核的的束束缚缚成成为为自自由由
9、电电子子，同同时时在在原原位位留留下下的的空空位位称称空空穴穴。这这种现象称为本征激发种现象称为本征激发结结论论：在在本本征征半半导导体体中中电电子子空空穴穴成成对对产产生生，当当温温度度和和光光照照增增加加时时，其数目增加。其数目增加。自由电子空穴本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图1.1 半导体二极管的结构第八页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社SiSiSiSi 在在外外电电场场作作用用下下，自自由由电电子子定定向向运运动动，价电子填补空穴。价电子填补
10、空穴。自由电子定向运动价电子填补空穴在在半半导导体体中中，同同时时存存在在着着自自由由电电子子导导电电和和空空穴穴导导电电。这这就就是是半半导导体体导导电方式的最大特点。电方式的最大特点。自自由由电电子子（带带负负电电）和和空空穴都被称为载流子。穴都被称为载流子。本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图1.1 半导体二极管的结构第九页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社2 2、杂质半导体、杂质半导体电子型（电子型（N型）半导体型）半导体空穴型（空穴型（P型）半导
11、体型）半导体杂质半导体杂质半导体有两大类有两大类SiSiSiSi本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图SiP N N型半导体：型半导体：在本征在本征 硅或硅或锗中掺入五价元素，如磷、锗中掺入五价元素，如磷、砷、锑，则自由电子数目大砷、锑，则自由电子数目大大增加，形成多数载流子。大增加，形成多数载流子。空穴为少数载流子。空穴为少数载流子。在在外外电电场场作作用用下下，自自由由电电子子导导电电占占主主导导地地位位，故故称称电电子子型半导体。简称型半导体。简称N N型半导体型半导体型半导体型半导体空穴自由电子自由电子数增加1.1 半导体二极管的结构第十页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电
12、电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社SiSiSiSi本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图本征硅示意图 P P型半导体：型半导体：在本征在本征 硅硅或锗中掺入三价元素，如或锗中掺入三价元素，如硼、铝、铟，则空穴数目硼、铝、铟，则空穴数目大大增加，形成多数载流大大增加，形成多数载流子。自由电子为少数载流子。自由电子为少数载流子。子。在在外外电电场场作作用用下下，空空穴穴导导电电占占主主导导地地位位，故故称称空空穴穴型型半半导体。简称导体。简称P P型半导体型半导体型半导体型半导体空穴自由电子SiB空穴数增加1
13、.1 半导体二极管的结构第十一页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.1.1.1.2 2 PN 结的形成结的形成1 1、PN 结形成结形成图图2.1.22.1.2用用专专门门的的制制造造工工艺艺在在同同一一块块半半导导体体单单晶晶上上，形形成成P型型半半导导体体和和N型型半半导导体体，在在两两种种半半导导体体的的交交界界面面附附近近，由由于于多多数数载载流流子子浓浓度度的的差差别别，引引起起多多数数载载流流子子的的扩扩散散运动。运动。图图2.1.2 2.1.2 PNP
14、N结的形成结的形成结的形成结的形成P区空穴向区空穴向N区扩散区扩散N区电子向区电子向P区扩散区扩散1.1 半导体二极管的结构第十二页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1 1、PN 结形成结形成扩扩散散运运动动在在交交界界面面附附近近形形成成一一个个很很薄薄的的空空间间电电荷荷区区，这就是这就是PN结。结。图图2.1.2 2.1.2 PNPN结的形成结的形成结的形成结的形成P P区空穴向区空穴向N N区扩散区扩散N区电子向区电子向P区扩散区扩散阻挡层阻挡多子扩散阻挡多子
15、扩散耗尽区PN结1.1 半导体二极管的结构第十三页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.1.31.1.3、PN 结的导电性结的导电性在在PN结结两两端端加加上上不不同同极极性性的的外外电电压压，PN结结呈呈不不同同的的导导电性。电性。图图2.1.3 2.1.3 PNPN结加正向电压：结加正向电压：P P区区接接电电源源正正极极，N N区区接接电电源源负极，如负极，如图图2.1.32.1.3（a a）。）。外外电电场场削削弱弱内内电电场场，空空间间电电荷荷区区变变窄窄，
16、多多数数载载流流子子扩扩散散运运动动增增强。强。PN结结的的正正向向电电流流由由多多数数载载流流子子形形成成，比比较较大大，PN结结呈呈现现较较小小的的正正向电阻，称向电阻，称PN结正向导通。结正向导通。1.1 半导体二极管的结构第十四页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社图图2.1.3 2.1.3 PNPN结加反向电压：结加反向电压：P P区区接接电电源源负负极极，N N区区接接电电源源正极，如正极，如图图2.1.32.1.3（b b）。）。外外电电场场加加强强内内电
17、电场场，空空间间电电荷荷区区变变宽宽，阻阻止止多多子子扩扩散散运运动动，只只有有少少数数载载流流子子越越过过空空间间电电荷荷区区形形成反向电流。成反向电流。PN结结的的反反向向电电流流由由少少数数载载流流子子形形成成，反反向向电电流流非非常常小小，PN结结呈呈现现极极高高的的反反向向电电阻阻，称称PN结结反向截止。反向截止。第十五页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.1.1.4 1.4 半导体二极管半导体二极管常用二极管图片常用二极管图片普通小功率二极管普通小功率二
18、极管普通小功率二极管普通小功率二极管大功率二极管大功率二极管大功率二极管大功率二极管各种发光二极管各种发光二极管各种发光二极管各种发光二极管1.1 半导体二极管的结构第十六页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社 二极管的基本结构二极管的基本结构 半导体二极管结构半导体二极管结构半导体二极管结构半导体二极管结构由一个由一个PN结加电极引线与外壳制成。结加电极引线与外壳制成。D图图2.1.4 2.1.4 二极管符号二极管符号二极管符号二极管符号PN阳极或正极阴极或负极阳极或
19、正极阴极或负极D第十七页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社 根据根据根据根据PN结接触面的大小，二极管可分点接触型与面接触型。结接触面的大小，二极管可分点接触型与面接触型。PN结接触面小点接触型：点接触型：点接触型：点接触型：PN结接触面小，不能通过大电结接触面小，不能通过大电流但其结电容小，常用于高频检波及小电流但其结电容小，常用于高频检波及小电流整流，使用时不能承受较高的反向电压流整流，使用时不能承受较高的反向电压和大电流。和大电流。面接触型：面接触型：面接触型：
20、面接触型：PN结接触面积大，通过的正向结接触面积大，通过的正向电流比点接触型大，常用作整流管，但结电流比点接触型大，常用作整流管，但结电容大，适用于低频电路。电容大，适用于低频电路。PN结接触面大第十八页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N 型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳(a )点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN 结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线(b )面接触型面接触型二极管的结构和符号
21、示意图二极管的结构和符号示意图二极管的结构和符号示意图二极管的结构和符号示意图阴极阴极阳极阳极(d )符号符号D第十九页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.2 半导体二极管的单向导电性半导体二极管的单向导电性1.2.2 1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性伏安特性：伏安特性：伏安特性：伏安特性：二极管的端电压与电流之二极管的端电压与电流之间的关系。间的关系。伏安特性曲线：伏安特性曲线：伏安特性曲线：伏安特性曲线：描述二极管的端电压与电描述二极管的端电压与电流
22、之间的关系曲线。图流之间的关系曲线。图2.1.52.1.5为典型硅管的为典型硅管的伏安特伏安特性曲线。性曲线。注意：注意：正、反向电压和电流正、反向电压和电流的单位是不同的。的单位是不同的。图图2.1.5 2.1.5 二极管的伏二极管的伏二极管的伏二极管的伏 安特性曲线安特性曲线安特性曲线安特性曲线第二十页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社正向伏安特性测试电路正向伏安特性测试电路正向伏安特性测试电路正向伏安特性测试电路mAVDERU+WI1.2.2 1.2.2 二极管
23、的伏安特性二极管的伏安特性正向特性说明：正向特性说明：OA正向死区正向死区AB正向导通区正向导通区硅硅0.5V0.5V锗锗0.2V0.2V硅硅0.6V-0.7V0.6V-0.7V锗锗0.2V-0.3V0.2V-0.3V二极管正向伏二极管正向伏二极管正向伏二极管正向伏 安特性曲线安特性曲线安特性曲线安特性曲线第二十一页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社反向伏安特性测试电路反向伏安特性测试电路反向伏安特性测试电路反向伏安特性测试电路EmAVDRU+WI1.2.2 1.2.
24、2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性反向特性说明：反向特性说明：OC反向截止区反向截止区CD反向击穿区反向击穿区二极管反向伏二极管反向伏二极管反向伏二极管反向伏 安特性曲线安特性曲线安特性曲线安特性曲线硅几微安硅几微安锗几十微安锗几十微安反向饱和电流伏安特性理想化：伏安特性理想化：伏安特性理想化：伏安特性理想化：死区电压、导通压降、反向电流等于零。死区电压、导通压降、反向电流等于零。死区电压、导通压降、反向电流等于零。死区电压、导通压降、反向电流等于零。第二十二页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育
25、育育育出出出出版版版版社社社社1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.3 1.2.3 主要参数主要参数1 1、最大整流电流、最大整流电流IFMFM：二极管长期使用时，允许流过的最大正向平均电流。使用时二极管长期使用时，允许流过的最大正向平均电流。使用时二极管长期使用时，允许流过的最大正向平均电流。使用时二极管长期使用时，允许流过的最大正向平均电流。使用时不允许超过此值不允许超过此值不允许超过此值不允许超过此值2 2、最大反向工作电压、最大反向工作电压、最大反向工作电压、最大反向工作电压U URMRM：确确确确保保保保二二二二极极极极管管管管安安安安全全全全使使使使用用用用所所所所允允允允许许许
26、许施施施施加加加加的的的的最最最最大大大大反反反反向向向向电电电电压压压压。是是是是击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压U U U UBRBRBRBR（反向击穿电压）的一半或者三分之二（反向击穿电压）的一半或者三分之二（反向击穿电压）的一半或者三分之二（反向击穿电压）的一半或者三分之二3 3 3 3、反向饱和电流反向饱和电流IR R：当当当当二极管加二极管加二极管加二极管加反向工作电压时的反向电流，此值越小，则反向工作电压时的反向电流，此值越小，则反向工作电压时的反向电流，此值越小，则反向工作电压时的反向电流，此值越小，则二极管二极管二极管二极管的的的的单向导电性越好。单向导电性越好。单向导电性越
27、好。单向导电性越好。D第二十三页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.4 1.2.4 二极管应用举例二极管应用举例二极管的应用范围很广，主要是利用它的单向导电性。二极管的应用范围很广，主要是利用它的单向导电性。二极管的应用范围很广，主要是利用它的单向导电性。二极管的应用范围很广，主要是利用它的单向导电性。图图2.1.6 例例例例1.2.1题图题图【例例1.2.11.2.1 】如如如如图图图图2.1.62.1.6所所所所示示示示电电电
28、电路路路路中中中中，已已已已知知知知电电电电路路路路中中中中的的的的二二二二极极极极管管管管为为为为硅硅硅硅管管管管，电电电电源源源源电电电电压压压压及及及及电电电电阻阻阻阻值值值值如如如如图图图图所所所所示示示示，问问问问二二二二极极极极管管管管D D是是是是否否否否能能能能导导导导通通通通，Uabab为为多多少少？流流过过电电阻阻的的电电流流各各为多少？为多少？第二十四页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社先假设二极先假设二极管不导通管不导通判断加在二极管两端的正判
29、断加在二极管两端的正向电压是否大于导通电压向电压是否大于导通电压？二极管导通，二极管两端二极管导通，二极管两端电压等于导通电压；电压等于导通电压；二二极极管管截截止止，这这条条电电路路中中无无电流。电流。是1.2.4 1.2.4 二极管应用举例二极管应用举例【例例例例1.2.11.2.1】分析方法：分析方法：【解解】否图图2.1.6 例例例例1.2.1题图题图第二十五页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社（a）图中，假设）图中，假设D不导通，以不导通，以b为参考点，二极
30、管的正极电位为参考点，二极管的正极电位为为12V，负极电位为，负极电位为6V，正向电压为，正向电压为【例例1.2.1 】分析方法：分析方法：【解解】所以二极管截止，所以二极管截止，Uab6V，流过电阻的电流为零。，流过电阻的电流为零。12（6）=6V0.6V图图2.1.6 例例例例1.2.1题图题图第二十六页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社二二极极管管的的正正向向电电压压为为6V0.6V，所所以以二二极极管管导导通通，导导通通电电压压为为0.6V，Uab120.6V
31、11.4V，流过电阻的电流，流过电阻的电流【例例例例1.2.11.2.1 】分析方法：分析方法：【解解】（b）图中，假设）图中，假设D不导通，以不导通，以b为参考点，为参考点，则二极管的正极电位为则二极管的正极电位为6V，负极电位为，负极电位为12V，正向电压为，正向电压为6（12）=6V 0.6V I=(120.66)3000=0.0018A负号表示电流方向从负号表示电流方向从b流向流向a。图图2.1.6 例例例例1.2.1题图题图第二十七页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版
32、版社社社社【例例例例1.2.21.2.2 】如图如图2.1.7所示，已知所示，已知E5V，输入信号为正弦，输入信号为正弦波波ui10sint V，二极管的正向导通电压为，二极管的正向导通电压为0.6V，画出输出，画出输出电压信号的波形图。电压信号的波形图。这这个个电电路路仍仍是是分分析析二二极极管管的的导导通通与与否否，图图中中二二极极管管的的正正极极接接信信号号电电压压ui，二二极极管管的的负负极极接接电电源源E的的正正极极，两两个个量量进进行行比比较较，确确定定二二极极管管的的导导通通与与否。否。1.2.4 1.2.4 二极管应用举例二极管应用举例分析方法：分析方法：【解解】图图2.1.7
33、 例例例例1.2.2题图题图第二十八页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社 当当ui E0.6V（导导通通电电压压）时时，二二极极管管截截止，此时二极管无电流通过，止，此时二极管无电流通过，uoui【例例1.2.2 】分析方法：分析方法：【解解】当当ui E0.6V（导导通通电电压压）时时，二二极极管管导导通，通，uo E0.6V5.6V。图图2.1.8 输出电压波形图输出电压波形图输出电压波形图输出电压波形图虚线为输入电压波形。ui E0.6Vui E0.6V第二十九
34、页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社【例例1.2.3】在图在图2.1.9所示电路中，已知输入端所示电路中，已知输入端A的电位的电位VA3.6V，输入端，输入端B的电位的电位VB0.3V，电阻，电阻R10 k ，电源电源E9V，二极管的导通电压为，二极管的导通电压为0.2V，求输出端求输出端F的电位和的电位和流过流过R的电流的电流I。1.2.4 1.2.4 二极管应用举例二极管应用举例图图2.1.9 例例例例1.2.3题图题图分析方法：分析方法：【解解】先先假假设设两两
35、个个二二极极管管均均不不导导通通，根根据据已已知知条条件件，UDA3.6(9)=12.6V，故故DA导导通通，VF3.60.2=3.4V。再再看看DB，UDB0.33.4=3.1V，故故DB截截止。先讨论止。先讨论DB这个结论也成立。这个结论也成立。先先假假设设两两个个二二极极管管均均不不导导通通，根根据据 已已 知知 条条 件件，UDB 0.3(9)=8.7V，故故 DB导导 通通，VF 0.30.2=0.1V。再再 看看 DA，UDA 3.60.1=3.5V，故，故DA也导通。也导通。DA DB都导通吗？都导通吗？第三十页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈
36、陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社流过流过R中的电流为中的电流为 结结结结论论论论：当当数数个个二二极极管管的的负负极极（正正极极）并并联联在在一一点点，而而加加在在这这些些二二极极管管的的正正极极（负负极极）电电位位各各不不相相同同，且且都都高高于于负负极极（低低于于正正极极）电电位位时时，正正极极最最高高（负负极极最最低低）的的二二极极管管导通。导通。【例例1.2.3】分析方法：分析方法：【解解】第三十一页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教
37、教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.5 1.2.5 特殊二极管特殊二极管一、稳压管一、稳压管一、稳压管一、稳压管 稳稳压压管管是是一一种种特特殊殊的的面面接接触触型型半半导导体体硅硅二二极极管管。专专为为在在电电路路中中稳稳定定电电压压设设计计，故故称称为为稳稳压压管。管。图图2.1.10 2.1.10 稳压管符号稳压管符号稳压管的图形稳压管的图形符号及伏安特性符号及伏安特性图图2.1.11 2.1.11 稳压管稳压管 伏安特性曲线伏安特性曲线DZ特点：特点：1 1、正向特性曲线同二极管；、正向特性曲线同二极管；反反向向击击穿穿区区2 2、反向击穿电压较
38、低，反向特性曲线、反向击穿电压较低，反向特性曲线 比较陡；比较陡；U UZ Z为稳压值。为稳压值。3 3、正常的工作区域为反向击穿区，且可逆。、正常的工作区域为反向击穿区，且可逆。第三十二页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社3 3 3 3、动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rZ：稳压管动态电阻越小，稳压管动态电阻越小，稳压管动态电阻越小，稳压管动态电阻越小，反向伏安特性曲线越陡，反向伏安特性曲线越陡，反向伏安特性曲线越陡，反向伏安特性曲线越陡，稳压性能稳压性能稳压性
39、能稳压性能越好。越好。越好。越好。1 1、稳定电压、稳定电压、稳定电压、稳定电压U UZ Z：稳压管在正常工作时，管子两端的电压。一稳压管在正常工作时，管子两端的电压。一稳压管在正常工作时，管子两端的电压。一稳压管在正常工作时，管子两端的电压。一般由电子器件手册给出。般由电子器件手册给出。般由电子器件手册给出。般由电子器件手册给出。稳压管主要参数稳压管主要参数1.2.5 1.2.5 特殊二极管特殊二极管DZ2 2、最大稳定电流、最大稳定电流IZ：稳压管在正常工作时，允许通过的最大反稳压管在正常工作时，允许通过的最大反稳压管在正常工作时，允许通过的最大反稳压管在正常工作时，允许通过的最大反向电流
40、，一般不应超出此值。向电流，一般不应超出此值。向电流，一般不应超出此值。向电流，一般不应超出此值。稳压管常用参数见表稳压管常用参数见表2.1.12.1.1第三十三页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.2 半导体二极管半导体二极管1.2.5 1.2.5 特殊二极管特殊二极管图图2.1.12 2.1.12 光电二光电二极极管管光电二极管光电二极管的图形、等效电路及伏安特性的图形、等效电路及伏安特性三、光电二极管三、光电二极管三、光电二极管三、光电二极管是一种将光能转换成
41、电能的器件，其是一种将光能转换成电能的器件，其反向电反向电流流随光照强度的变化而上升。随光照强度的变化而上升。伏安特性：伏安特性：伏安特性：伏安特性：光电二极管光电二极管的反向电的反向电流与光照度成正比。流与光照度成正比。应用：应用：应用：应用：1 1、光电二极管、光电二极管的管的管壳上有一个玻璃窗口壳上有一个玻璃窗口以便接受光照；以便接受光照；2 2、可用于光测量。、可用于光测量。3 3、制成光电池。、制成光电池。第三十四页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.2
42、半导体二极管半导体二极管1.2.5 1.2.5 特殊二极管特殊二极管图图2.1.12 2.1.12 发发光二光二极极管管发发 光光二二 极极管管的的图图 形形符号符号二、发光二极管二、发光二极管二、发光二极管二、发光二极管发光二极管发光二极管是一种将电能转换是一种将电能转换成光能的器件，即当管子通成光能的器件，即当管子通以电流后将发出光来。以电流后将发出光来。应用：应用：应用：应用：常作为显示器件，工作电流在几个到常作为显示器件，工作电流在几个到几十毫安。几十毫安。当管子加正向电压时，当管子加正向电压时，在正向电流激发下，管子发光。发在正向电流激发下，管子发光。发光的颜色有红，黄，绿，蓝，紫等
43、。光的颜色有红，黄，绿，蓝，紫等。第三十五页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.3 半导体三极管半导体三极管常用三极管图片常用三极管图片 半半半半导导导导体体体体三三三三极极极极管管管管（亦亦亦亦称称称称晶晶晶晶体体体体管管管管）是是是是通通通通过过过过一一一一定定定定工工工工艺艺艺艺，将将将将两两两两个个个个PNPN结结结结结结结结合合合合在在在在一一一一起起起起的的的的器器器器件件件件。由由由由于于于于两两两两个个个个PNPN结结结结的的的的相相相相互互互互影影
44、影影响响响响，使使使使半半半半导导导导体体体体三三三三极极极极管管管管具具具具有电流放大作用，从而使有电流放大作用，从而使有电流放大作用，从而使有电流放大作用，从而使PNPN结的应用发生了质的飞跃。结的应用发生了质的飞跃。结的应用发生了质的飞跃。结的应用发生了质的飞跃。按频率分：高频管、低频管按频率分：高频管、低频管按频率分：高频管、低频管按频率分：高频管、低频管1.3.1 1.3.1 基本结构基本结构按按按按功功功功率率率率分分分分：大大大大功功功功率率率率管管管管、小小小小功功功功 率管率管率管率管按结构分：按结构分：按结构分：按结构分：NPNNPN型和型和型和型和PNPPNP型型型型按工
45、艺分：平面型和合金型按工艺分：平面型和合金型按工艺分：平面型和合金型按工艺分：平面型和合金型第三十六页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.3 半导体三极管半导体三极管NPNNPN型管：型管：型管：型管：NPNNPN型三极管由两个型三极管由两个型三极管由两个型三极管由两个PNPN结的三层半导体组成。结的三层半导体组成。结的三层半导体组成。结的三层半导体组成。1.3.1 1.3.1 基本结构基本结构特特特特点点点点：中中中中间间间间的的的的P P型型型型半半半半导导导导
46、体体体体特特特特别别别别薄薄薄薄，两两两两边边边边各各各各为为为为一一一一层层层层N N型型型型半半半半导导导导体体体体。两两两两个个个个N N型型型型区区区区的的的的掺掺掺掺杂浓度不同，不能调换。杂浓度不同，不能调换。杂浓度不同，不能调换。杂浓度不同，不能调换。图图2.1.14 2.1.14 NPNNPN型型型型三极管三极管三三三三 个个个个 区区区区：NN集集集集 电电电电 区区区区PP基基基基 区区区区 NN发发发发射射射射区区区区三三三三个个个个极极极极：CC集集集集电电电电极极极极BB基基基基极极极极型型型型EE发射极发射极发射极发射极两个结两个结两个结两个结 ：第三十七页，讲稿共六
47、十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结集电结集电结B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点：结构特点：集电区：集电区：面积最大面积最大第三十八页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教
48、教教育育育育出出出出版版版版社社社社NPNNPN型型型型三三三三极极极极管管管管和和和和PNPPNP型型型型三三三三极极极极管管管管的的的的电电电电路路路路符符符符号号号号。箭箭箭箭头头头头表表表表示示示示发发发发射射射射结结结结正正正正向导通时电流的方向。向导通时电流的方向。向导通时电流的方向。向导通时电流的方向。1.3.1 1.3.1 基本结构基本结构图图2.1.14 2.1.14 NPNNPN型型型型三极管三极管共同点：共同点：共同点：共同点：电电极极名名称称、符符号号相相同同；内内部部结结构构相相同。同。不不不不共共共共同同同同点点点点：PP集集集集 电电电电 极极极极NN基基基基 极
49、极极极 型型型型PP发射极发射极发射极发射极箭头方向箭头方向箭头方向箭头方向第三十九页，讲稿共六十七页哦电电电电工工工工电电电电子子子子技技技技术术术术陈陈陈陈小小小小虎虎虎虎主主主主编编编编高高高高等等等等教教教教育育育育出出出出版版版版社社社社1.3 半导体三极管半导体三极管半导体三极管的电流放大原理和电流分配情况。半导体三极管的电流放大原理和电流分配情况。半导体三极管的电流放大原理和电流分配情况。半导体三极管的电流放大原理和电流分配情况。1.3.2 1.3.2 电流分配与放大作用电流分配与放大作用 图图2.1.15 2.1.15 电流放大实验电路电流放大实验电路电流放大实验电路电流放大实
50、验电路 实验电路分析：实验电路分析：实验电路分析：实验电路分析：基基基基极极极极回回回回路路路路（偏偏偏偏置置置置电电电电路路路路）：U UCCCC正极正极正极正极-R-RB B-发射结发射结发射结发射结U UCCCC负极。负极。负极。负极。集电极回路：集电极回路：集电极回路：集电极回路：U UCCCC正正正正极极极极-R-RC C-集集集集电电电电极极极极、发发发发射射射射极极极极-U UCCCC负极。负极。负极。负极。改改改改变变变变基基基基极极极极电电电电阻阻阻阻R R R RB B B B，可可可可使使使使基基基基极极极极、集集集集电电电电极极极极、发发发发射射射射极极极极电电电电流流