N结的伏安特性及二极管的检测.ppt

1、什么是半导体2、半导体的三大特性3、本征半导体和杂质半导体4、PN结的形成,任务：认识二极管并能简单测试,问题：1、二极管的外形有哪些？2、二极管怎么分类？3、二极管有什么特性？4、二极管有哪些应用？5、使用二极管有哪些注意事项？,(1)加正向电压（正偏）电源正极接P区，负极接N区,外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场,耗尽层变窄,扩散运动漂移运动,多子扩散形成正向电流（与外电场方向一致）IF,正向电流,1-2-2PN结的单向导电性,(2)加反向电压电源正极接N区，负极接P区,外电场的方向与内电场方向相同。外电场加强内电场,耗尽层变宽,漂移运动扩散运动,少子漂移形成反向电流IR,P,N,温度一定，本征激发产生的少子浓度一定，故IR与外加反压几乎无关（反向饱和电流）。但IR受温度影响较大。,PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻，我们称PN结导通；PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，我们称PN结截止。这就是PN结的单向导电性。,1-3半导体二极管,1-3-1半导体二极管的基本结构,PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。,点接触型,面接触型,1-3-2伏安特性,反向击穿电压VBR,死区电压，硅管约0.5V,锗管约0.2V,导通压降:硅管0.60.8V,锗管0.20.4V。,反向饱和漏电流,二极管的反向击穿简介,二极管的简单测试,1、利用指针式万用表的欧姆档判断二极管性能的好坏；2、利用指针式万用表的欧姆档判别二极管的阳极和阴极；3、按要求写测试报告。,1-3-3主要参数,1.最大整流电流IDM,二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。,3.反向击穿电压VBR,二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压VBWM一般是VBR的一半。,2.反向工作峰值电压VBWM,保证二极管不被击穿时的反向峰值电压。,4.反向电流IR,指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。,5.微变电阻（交流电阻）rD,vD,rD是二极管特性曲线上工作点Q附近电压的变化量与电流的变化量之比：,显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。,介绍：二极管的直流电阻、导通电阻,6.二极管的极间电容（结电容）,*二极管的两极间存在电容效应，对应的等效电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。*,*势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。,电容效应：当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度将随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。,PN结高频小信号时的等效电路：,势垒电容和扩散电容的综合效应,电容效应在交流信号作用下才会表现出来。,从二极管的主要参数中可得出二极管单向导电性失败的场合及原因,1、正向偏压太低。（不足以克服死区电压）2、正向电流太大。（会使PN结温度过高烧毁）3、反向偏压太高。（造成反向击穿）4、工作频率太高。（使结电容容抗下降而反向不截止）,特殊二极管及其应用,实际二极管：死区电压0.5V，正向压降0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压降=0,二极管的应用举例1：二极管半波整流,实际应用中利用二极管的单向导电性，典型应用有整流、限幅、保护等。,二极管的应用举例2：波形