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1、半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性几种常见结构几种常见结构几种常见结构几种常见结构稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管等效电路等效电路等效电路等效电路主要参数主要参数主要参数主要参数下一页下一页下一页下一页返返返返 回回回回一、几种常见结构二极管的类型二极管的类型二极管的类型二极管的类型v 从材料分：从材料分：从材料分：从材料分：硅二极管和锗二极管硅二极管和锗二极管硅二极管和锗二极管硅二极管和锗二极管v 从管子的结构分：从管子的结构分：从管子的结构分：从管子的结构分：点接触型二极管，点接触型二极管，点接触型二极管，点接触型二极管，工作电流小，可
2、在高频下工作，工作电流小，可在高频下工作，工作电流小，可在高频下工作，工作电流小，可在高频下工作，适用于检波和小功率的整流电路。适用于检波和小功率的整流电路。适用于检波和小功率的整流电路。适用于检波和小功率的整流电路。面接触型二极管面接触型二极管面接触型二极管面接触型二极管，工作电流大，只能在较低频率下工作，工作电流大，只能在较低频率下工作，工作电流大，只能在较低频率下工作，工作电流大，只能在较低频率下工作，可用于整流。可用于整流。可用于整流。可用于整流。平面型二极管平面型二极管平面型二极管平面型二极管，结面积小的在数字电路中作为开关管结面积小的在数字电路中作为开关管结面积小的在数字电路中作为
3、开关管结面积小的在数字电路中作为开关管 结面积大的可用于大功率整流结面积大的可用于大功率整流结面积大的可用于大功率整流结面积大的可用于大功率整流阳极从阳极从阳极从阳极从P P区引出，阴极从区引出，阴极从区引出，阴极从区引出，阴极从N N区引出区引出区引出区引出对应对应对应对应N N区区区区对应对应对应对应P P区区区区图图图图1.2.4 1.2.4 二极管符号二极管符号二极管符号二极管符号阳极阳极阳极阳极anodeanode阴极阴极阴极阴极cathodecathode下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回正向特性正向特性正向特性正向特性死区死区死区死区电压电压电压电
4、压Is IsU UBRBR303020201010I/mAI/mAU/VU/V0.5 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5 20 1020 102 24 4-I/-I/O反向特性反向特性反向特性反向特性+-U UI I下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页动画演示动画演示动画演示动画演示二、二极管的伏安特性返返返返 回回回回当正向电压超过死区电压后当正向电压超过死区电压后当正向电压超过死区电压后当正向电压超过死区电压后二极管导通二极管导通二极管导通二极管导通,电流与电压关系近似指数关系。电流与电压关系近似指数关系。电流与电压关系近似指数关系。电流与电压关系近似指数关系。硅二极管为左
5、右硅二极管为左右硅二极管为左右硅二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右死区死区死区死区电压电压电压电压正向特性正向特性正向特性正向特性0.5 1.0 1.50.5 1.0 1.5101020203030U/VU/VI/mAI/mAOO 二极管正向特性曲线二极管正向特性曲线二极管正向特性曲线二极管正向特性曲线硅二极管为左右硅二极管为左右硅二极管为左右硅二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右锗二极管为左右死区电压：死区电压：死区电压：死区电压：导通压降：导通压降：导通压降：导通压降：1.正向特性正向特性下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返
6、返返返 回回回回反偏时，反向电流值很小，反偏时，反向电流值很小，反偏时，反向电流值很小，反偏时，反向电流值很小，反向电阻很大，反向电阻很大，反向电阻很大，反向电阻很大，反向电压超过反向电压超过反向电压超过反向电压超过U UBRBR则被击穿则被击穿则被击穿则被击穿2 24 4-I/-I/I I/mA/mAU U/V/V20 1020 10I IS S反向特性反向特性反向特性反向特性U UBRBR结论：结论：结论：结论：二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。反向饱和电流
7、反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压2.反向特性反向特性下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回二极管方程二极管方程若若若若|U|U|U UT T则则则则 I I -I IS S 若若若若U U U UT T 则则则则 I I I IS S e e U U/U UT T 式中：式中：式中：式中：I IS S为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流 U UT T 是温度电压当量，是温度电压当量，是温度电压当量，是温度电压当量，常温下常温下常温下常温下U UT T近似为近似为近似为近似为26mV26mVI I
8、=I IS S（e e U U/U UT T -1 1）下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页Is IsU UBRBRI/mAI/mAU/VU/V-I/-I/O返返返返 回回回回三、二极管的主要参数1.最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流 I IF F2.二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流流流流2.最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压 U UR R3.二极管工作时允许外加的最大反向电压二极管工作时允许外加的最大反向电压
9、二极管工作时允许外加的最大反向电压二极管工作时允许外加的最大反向电压3.反向电流反向电流反向电流反向电流 I IR R4.二极管二极管未击穿时的反向电流二极管二极管未击穿时的反向电流二极管二极管未击穿时的反向电流二极管二极管未击穿时的反向电流4.最高工作频率最高工作频率最高工作频率最高工作频率 f fMM5.二极管工作的上限频率二极管工作的上限频率二极管工作的上限频率二极管工作的上限频率下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页四、二极管的等效电路+-RLi+-+VCCv+-VONrD+-VONOivVONOivVONV
10、VCCCC和和R RL L都很小时都很小时V VONON和和r rD D不能忽略不能忽略Oiv与与V VCCCC和和R RL L相比相比V VONON不能忽略不能忽略r rD D可以忽略可以忽略与与V VCCCC和和R RL L相比相比V VONON和和r rD D均可忽略均可忽略返返返返 回回回回二极管的应用二极管的应用1.1.整流整流整流整流U Ui i=U Ummsin sin t t画出画出画出画出u uo o和和和和u uD D的波形的波形的波形的波形VDVDR R+-+-u ui iu uo o+-u uD Di io oU Umm t tu uo o0 0 t tu uD D0
11、0u ui i 0 0 时二极管导通时二极管导通时二极管导通时二极管导通u uo o=u ui i u uD D =0 0u ui i 0 0 时二极管截止时二极管截止时二极管截止时二极管截止u uD D =u ui i u uo o=0 0-U Ummi io oU Umm t tu ui i0 0下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回2.开关开关E EVDVDE ES SE EVDVDE ES S正向偏置，相当于开关闭合正向偏置，相当于开关闭合正向偏置，相当于开关闭合正向偏置，相当于开关闭合反向偏置，相当于开关断开反向偏置，相当于开关断开反向偏置，相当于开关断开
12、反向偏置，相当于开关断开下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回是一种面接触型二极管，与二极管不同之处：是一种面接触型二极管，与二极管不同之处：是一种面接触型二极管，与二极管不同之处：是一种面接触型二极管，与二极管不同之处：1.1.采用特殊工艺，击穿状态不致损坏；采用特殊工艺，击穿状态不致损坏；采用特殊工艺，击穿状态不致损坏；采用特殊工艺，击穿状态不致损坏；2.2.击穿是可逆的。击穿是可逆的。击穿是可逆的。击穿是可逆的。U U I I+-I IU UO稳压管的伏安特性和符号稳压管的伏安特性和符号稳压管的伏安特性和符号稳压管的伏安特性和符号 U U I I值很小值很小值
13、很小值很小有稳压特性有稳压特性有稳压特性有稳压特性N N区区区区P P区区区区下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页五、稳压二极管返返返返 回回回回1.1.稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z，稳压管工作在反向击穿区时的工作电压，稳压管工作在反向击穿区时的工作电压，稳压管工作在反向击穿区时的工作电压，稳压管工作在反向击穿区时的工作电压2.2.稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流I Iz z ，稳压管正常工作时的参考电流，稳压管正常工作时的参考电流，稳压管正常工作时的参考电流，稳压管正常工作时的参考电流3.3.动态内阻动态内阻动态内阻动态内阻r rz z ，稳压管两端电压和电流的变
14、化量之比，稳压管两端电压和电流的变化量之比，稳压管两端电压和电流的变化量之比，稳压管两端电压和电流的变化量之比 r rz z=U U/I I4.4.电压的温度系数电压的温度系数电压的温度系数电压的温度系数，稳压管电流不变时，环境温度对，稳压管电流不变时，环境温度对，稳压管电流不变时，环境温度对，稳压管电流不变时，环境温度对 稳定电压的影响稳定电压的影响稳定电压的影响稳定电压的影响5.5.额定功耗额定功耗额定功耗额定功耗P Pz z ，电流流过稳压管时消耗的功率，电流流过稳压管时消耗的功率，电流流过稳压管时消耗的功率，电流流过稳压管时消耗的功率下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页主要
15、参数主要参数返返返返 回回回回使用稳压管组成稳压电路时的注意事项：使用稳压管组成稳压电路时的注意事项：U Uo oR RL LVDVDZ ZR RU Ui iI IR RI Io oI IZ Z+-稳压管电路稳压管电路稳压管电路稳压管电路1.稳压管必须工作在稳压管必须工作在稳压管必须工作在稳压管必须工作在反向击穿区反向击穿区反向击穿区反向击穿区2.稳压管应与负载稳压管应与负载稳压管应与负载稳压管应与负载R RL L并联并联并联并联3.必须限制流过稳压必须限制流过稳压必须限制流过稳压必须限制流过稳压管的电流管的电流管的电流管的电流I IZ Z下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返
16、返 回回回回已知已知已知已知U UImaxImax=15V15V，U UIminImin=10V=10VI IZmaxZmax=50mA=50mA，I IZminZmin=5mA=5mAR RLmaxLmax=1K=1K，R RLminLmin=600=600U UZ Z=6V,=6V,对应对应对应对应 U UZ Z求求求求r rZ Z ，选择限流电阻选择限流电阻选择限流电阻选择限流电阻R RR RL LVDVDZ ZR RU UI II IR RI Io oI IZ Z+-U UOO+-U UZ Z下一页下一页下一页下一页上一页上一页上一页上一页举例举例1：返返返返 回回回回解：解：I IZ
17、 Z=I IR R -I Io o=U UI I -U UZ ZR RL LVDVDZ ZR RU UI II IR RI Io oI IZ Z+-U UOO+-U UZ ZR R-U UZ ZR RL LI IZmax Zmax U UImax Imax -U UZ ZR R-U UZ ZR RLmaxLmaxI IZminZmin U UImin Imin -U UZ ZR R-U UZ ZR RLminLminR R1515 -6 65050 +6 61 1=160160 r rZ Z =I IZ Z U UZ Z=R R 1010 -6 65 5 +6 6=267267 下一页下一页下
18、一页下一页上一页上一页上一页上一页返返返返 回回回回+-VDVD1 1VDVD2 2U U+-U U+-U U+-U UVDVD1 1VDVD2 2VDVD1 1VDVD2 2VDVD1 1VDVD2 2有两个稳压管有两个稳压管有两个稳压管有两个稳压管 VDVD1 1 和和和和 VDVD2 2，它们的稳压值为，它们的稳压值为，它们的稳压值为，它们的稳压值为U UZ1Z1=6V6V，U UZ2Z2=8V8V，正向导通压降均为正向导通压降均为正向导通压降均为正向导通压降均为 U UD D=V V，将它们串联，将它们串联，将它们串联，将它们串联可得到几种稳压值可得到几种稳压值可得到几种稳压值可得到几种稳压值U U=U UD D+U UD DU U=U UZ1Z1+U UD DU U=U UZ1Z1+U UZ2Z2 =14V =14VU U=U UD D+U UZ2Z2上一页上一页上一页上一页举例举例2：返返返返 回回回回