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1、内容回顾1、半导体的独有特性：、半导体的独有特性：光敏、热敏、杂敏特性。光敏、热敏、杂敏特性。2、本征半导体的导电特性、本征半导体的导电特性1）半导体中含有两种载流子为电子和空穴）半导体中含有两种载流子为电子和空穴;2）本征半导体电子和空穴成对出现）本征半导体电子和空穴成对出现,浓度相等浓度相等;3）半导体的导电性和温度有关半导体的导电性和温度有关。注意：多数载流子的数量多少取决于半导注意：多数载流子的数量多少取决于半导体中掺入杂质的浓度，掺入杂质的浓度的体中掺入杂质的浓度，掺入杂质的浓度的浓度越高多数载流子的数量越多；浓度越高多数载流子的数量越多；少数载流子的浓度多少取决于半导少数载流子的浓
2、度多少取决于半导体所在环境的温度，半导体所在环境的温体所在环境的温度，半导体所在环境的温度高载流子的数量多。度高载流子的数量多。3、杂质半导体、杂质半导体1）N型半导体：型半导体：自由电子为多数载流子自由电子为多数载流子;空穴为少数载流子。空穴为少数载流子。2）P型半导体型半导体：空穴为多数载流子：空穴为多数载流子;自由电子为少数载流子。自由电子为少数载流子。4、PN结的导电特性结的导电特性单向导电性。单向导电性。2）PN结加反向电压结加反向电压截止。截止。1）PN结加正向电压结加正向电压导通；导通；1.2 半导体二极管 一、半导体二极管的结构、符号和分类一、半导体二极管的结构、符号和分类2、
3、二极管的符号、二极管的符号：文字（字母）符号：文字（字母）符号-DPN阳极阳极阴极阴极1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管1、基本结构：将、基本结构：将PN结用外壳封装起来，并加上电结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管。极引线就构成了半导体二极管。由由P区引出的电极为阳极（区引出的电极为阳极（A），由由N区引出的电极为阴极（区引出的电极为阴极（K）。）。D3、分类、分类2）按）按结构结构分分:1）按）按材料材料分：硅二极管、锗二极管。分：硅二极管、锗二极管。点接触型二极管：点接触型二极管：适用于小信号的整流和在高频检波等电路中工作。适用于小信号的整流和在高频检波等电路中工作
4、。面接触型二极管：面接触型二极管：适用于在低频电路中工作，通常用作整流管。适用于在低频电路中工作，通常用作整流管。平面型二极管：平面型二极管：在电路中用作脉冲数字电路中的开关管或大功率整流。在电路中用作脉冲数字电路中的开关管或大功率整流。*二、伏安特性二、伏安特性二极管两端的电压与通过二极二极管两端的电压与通过二极管电流的关系曲线，函数表示为：管电流的关系曲线，函数表示为：i=f(u)。ui导通压降导通压降:硅管硅管0.60.7V,锗管锗管0.2。反向击穿反向击穿电压电压UBR死区电压死区电压硅管：硅管：00.5V,锗管：锗管：00.1V。1 1、伏安特性曲线、伏安特性曲线反向截止反向截止二极
5、管加二极管加正向电压正向电压二极管加二极管加反向电压反向电压ui导通压降导通压降:硅管硅管0.60.7V,锗管锗管0.2。反向击穿反向击穿电压电压UBR死区电压死区电压硅管：硅管：00.5V,锗管：锗管：00.1V。2 2、二极管的工作情况、二极管的工作情况:用特性曲线说明：用特性曲线说明：正正向向导导通通正正向向截截止止反反向向截截止止二极管的工作区二极管的工作区二二极极管管非非工工作作区区 环境温度升高时，二极管的环境温度升高时，二极管的正向特性曲线正向特性曲线将左移，将左移，反向特性曲线反向特性曲线下移。在室温附近下移。在室温附近,温度每升高温度每升高1C,正正向压降减小向压降减小22.
6、5mV;温度每升高温度每升高10C，反向电流约增，反向电流约增大大1倍。倍。二极管的特性对温度很敏感。二极管的特性对温度很敏感。温度对二温度对二极管伏安特极管伏安特性的影响性的影响三、三、二极管的主要参数二极管的主要参数1.最大整流电流最大整流电流IF2.最高反向工作电压最高反向工作电压UR二极管长期运行时允许通过的最大平均电流。二极管长期运行时允许通过的最大平均电流。二极管工作时允许加的最大反向电压，通常为二极管工作时允许加的最大反向电压，通常为击穿击穿电压的一半电压的一半。二极管的参数是对其特性和极限应用的定量描述，二极管的参数是对其特性和极限应用的定量描述，是设计电路时选择器件的主要依据
7、。是设计电路时选择器件的主要依据。由于二极管的特性是非线性的，为了分析问题的由于二极管的特性是非线性的，为了分析问题的简单、方便，可在简单、方便，可在特定情况下特定情况下对其进行对其进行线性化处理线性化处理，即用线性化的等效模型来代替二极管。即用线性化的等效模型来代替二极管。四、二极管的等效电路四、二极管的等效电路 1、当二极管两端电压远小、当二极管两端电压远小于与之串联的元器件电压，于与之串联的元器件电压，流过二极管的电流远小于与流过二极管的电流远小于与之并联分支电流时，可将二之并联分支电流时，可将二极管极管理想化理想化。认为：认为：二极管正向导通二极管正向导通,导通导通电压为电压为0，反向
8、截止，截止电，反向截止，截止电流为流为0。相当于开关。相当于开关。2、当二极管两端电压超过导、当二极管两端电压超过导通电压时，通电压时，认为二极管导通，认为二极管导通，导通电压为导通电压为Uon；当二极管两端电压当二极管两端电压导通导通电压或者为负电压时，电压或者为负电压时，认为认为：二极管截止二极管截止,截止电流为截止电流为0。相当于具有导通电压相当于具有导通电压为为Uon的开关。的开关。QiDuD 3、当二极管正向电压大于开启电压、当二极管正向电压大于开启电压Uon时，时，通过二通过二极管的电流与其两端电压成线形关系；加反向电压极管的电流与其两端电压成线形关系；加反向电压二极管截止二极管截
9、止,截止电流为截止电流为0。1、如、如图所示所示,已知已知电路以路以及及电路的路的输入信号波形，入信号波形，要求画出要求画出电路的路的输出信号出信号波形（波形（设UD=0）（）（D整流整流）ttuo0ui0五、二极管的应用五、二极管的应用DuiuoRL 2、画出二极管、画出二极管电路的路的输出波形（出波形（设UD）（二极管限幅）二极管限幅）-3V如果要求如果要求电路双向限幅路双向限幅电路如何路如何组成？成？六、六、稳压二极管及应用稳压二极管及应用1.稳压管的结构特点、伏安特性、工作情况。稳压管的结构特点、伏安特性、工作情况。结构特点：结构特点：基本结构仍然为一个基本结构仍然为一个PN结；结；但
10、与普通二极管相比但与普通二极管相比，几何尺寸大、，几何尺寸大、掺杂浓度高、散热条件好，工作时反向击穿为非破掺杂浓度高、散热条件好，工作时反向击穿为非破坏性反向击穿（即反向电压去掉以后，稳压管能恢坏性反向击穿（即反向电压去掉以后，稳压管能恢复单向导电性）。复单向导电性）。稳压管的符号稳压管的符号伏安特性伏安特性:即即UBR几乎为定值（作为几乎为定值（作为UZ）；或当）；或当UZ有微小有微小变化时，变化时，IZ有很大变化。利用此特性有很大变化。利用此特性稳压管工作在稳压管工作在反向击穿区时起稳压作用反向击穿区时起稳压作用。在正向特性区和反向在正向特性区和反向截止区稳压管特性曲线与截止区稳压管特性曲
11、线与普通二极管的特性曲线基普通二极管的特性曲线基本一样。本一样。在反向击穿区在反向击穿区，稳压，稳压管特性曲线更加管特性曲线更加陡直陡直。18工作情况：工作情况：稳压管正常工作时在电路中加反向电压，起稳压管正常工作时在电路中加反向电压，起稳压作用，稳定电压为稳压作用，稳定电压为UZ。由于稳压管的结构特征，稳压管的制作工艺、由于稳压管的结构特征，稳压管的制作工艺、制作成本等比普通二极管要高，所以一般不作普通二制作成本等比普通二极管要高，所以一般不作普通二极管用。极管用。2.稳压管的主要参数稳压管的主要参数稳定电压稳定电压UZ 即反向击穿电压即反向击穿电压UZ是指稳压管被反向击穿后在电流为规定值时
12、，是指稳压管被反向击穿后在电流为规定值时，管子两端的电压值。管子两端的电压值。稳定电流稳定电流IZ额定功耗额定功耗PZM IZ是稳压二极管正常工作时的参考电流。工作电流是稳压二极管正常工作时的参考电流。工作电流小于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。小于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。PZM 等于稳定电压等于稳定电压UZ与最大稳定电流与最大稳定电流IZM（或（或 IZmax）的乘积。的乘积。*3.稳压管的稳压条件稳压管的稳压条件稳压管正向工作和反向截止管正向工作和反向截止时与与普通二极管的特性完全相同。普通二极管的特性完全相同。必须工作在反向击穿状态，稳定电压为必须工作在反向击穿状态，稳定电压
13、为UZ；流过稳压管的电流在流过稳压管的电流在IZ和和IZM之间之间。注意！注意！4.稳压管的应用稳压管的应用典型应用电路典型应用电路并联型稳压电路并联型稳压电路RL为负载电阻，为负载电阻，R 限流电阻。限流电阻。当当UI变化时，由于变化时，由于稳压管和稳压管和R的共同的共同作用，使输出作用，使输出UO不不变。变。【例】两只【例】两只稳压管的管的稳压值分分别为5V和和10V，正，正向向导通通电压为0.7V,将他将他们串串联或者并或者并联，外外电路路提供足提供足够大的大的电压，可能得到几种，可能得到几种电压值？15V解：两只解：两只稳压管串管串联：5V两只两只稳压管并管并联：七、七、特殊二极管特殊
14、二极管1.发光二极管：发光二极管：是一种将是一种将电能能转换为光光能能的半的半导体器件。它由一个体器件。它由一个PN结构成构成,当当发光二极管正偏光二极管正偏时，注入到，注入到N区和区和P区的区的载流子被复合流子被复合时，会，会发出可出可见光和不可光和不可见光。注意：光。注意：发光二极管的开启光二极管的开启电压比普通比普通二极管的大。二极管的大。2.光电二极管光电二极管：是一种将是一种将光能光能转换为电能能的的半半导体器件，其体器件，其结构与普通二极管相似，只是构与普通二极管相似，只是管壳上留有一个能入射光管壳上留有一个能入射光线的窗口。光的窗口。光电二极二极管利用半管利用半导体的光敏特性，将
15、接收到的光的体的光敏特性，将接收到的光的变化化转换成成电流的流的变化，化，实现光、光、电转换。【例【例1】电路如路如图所示，二极管的所示，二极管的导通通电压UD约为。试分分别计算开关断开和算开关断开和闭合合时输出出电压的数的数值。当开关断开时，二极管因加正向电压而处于当开关断开时，二极管因加正向电压而处于()状态，故输出电压为：状态，故输出电压为：导通导通分分析析例题【例【例1】电路如路如图所示，二极管的所示，二极管的导通通电压UD约为。试分分别计算开关断开和算开关断开和闭合合时输出出电压的数的数值。当开关闭合时，二极管外加反向电压，当开关闭合时，二极管外加反向电压，因而（因而（），故输出电压
16、为：），故输出电压为：分分析析截止截止UO4()，UO5()，UO6()【例【例2】写出】写出图所示各所示各电路的路的输出出电压值，设二极管二极管导通通电压UD。2V2V UO1()UO2()UO3()0半导体二极管：半导体二极管：1、二极管的符号、二极管的符号：内容回顾2、伏安特性、伏安特性ui 导通压降导通压降:二极管导通二极管导通反向击穿反向击穿电压电压UBR 死区电压：死区电压：二极管截止二极管截止正正向向导导通通正正向向截截止止反反向向截截止止二极管的工作区二极管的工作区二二极极管管非非工工作作区区3、二极管的主要参数、二极管的主要参数1.最大整流电流最大整流电流IF2.最高反向工作
17、电压最高反向工作电压UR 4、二极管的等效电路、二极管的等效电路5、稳压二极管及应用、稳压二极管及应用1）稳压管符号）稳压管符号2）稳压管的伏安特性曲线稳压管的伏安特性曲线3）稳压管的主要参数稳压管的主要参数:稳定电压稳定电压UZ稳压电流稳压电流IZ额定功耗额定功耗PZM4）稳压管的稳压条件稳压管的稳压条件:（1）必须必须工作在反向击穿状态工作在反向击穿状态；（2）流过稳压管的流过稳压管的电流电流在在IZ和和IZM之间之间。P69 作业：习题作业：习题1-2 1-3 1-5题。题。【例【例3】已知稳压管的已知稳压管的UZ=6V,最小电流最小电流IZmin=5mA,最大电流最大电流IZmax=2
18、5mA。（1）分别计算）分别计算UI为为10V、15V、35V时输出时输出UO的值。的值。（2）若）若UI为为35V时负载开路，则会出现什么现象？时负载开路，则会出现什么现象？解题思路解题思路 假设稳压管不工作（开路），求出其两端电压，是假设稳压管不工作（开路），求出其两端电压，是否满足稳压条件；否满足稳压条件；假设稳压管工作（稳压），看其是否满足稳压条件。假设稳压管工作（稳压），看其是否满足稳压条件。解：假设稳压管不工作解：假设稳压管不工作Uo UI为为10V时时 UO =UI RL/(RL+R UO UZ UO=6V【例【例3】已知已知UZ=6V,IZmin=5mA,IZmax=25mA。（1）计算）计算UI20V时输出时输出UO的值。的值。假设稳压管工作假设稳压管工作IR=(UI-UZ)/R=18mAIL=UZ/RL=12mA IZmin IDZ UZ稳压管将因功耗过大而损坏稳压管将因功耗过大而损坏【例【例3】已知已知UZ=6V,IZmin=5mA,IZmax=25mA。（1）计算）计算UI为为35V时输出时输出UO的值。的值。（2）若）若UI为为35V时负载开路，则会出现什么现象？时负载开路，则会出现什么现象？假设稳压管工作假设稳压管工作IR=(UI-UZ)/R=29mA IDZ IZmaxIDZ=IR-IL=29mA（2）UI为为35V时负载开路时负载开路