模拟电子技术课程要点(02a).doc

模拟电子技术课程要点（2）1 . 2半导体二极管 半导体二极管的几种常见结构 一、点接触型二极管点接触型二极管是由一根很细（含铟或镓）的金属触丝和一块半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬时电流，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，构成结，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成，如图（1.2.2）所示。由于点接触型二极管的金属丝很细，形成的结面积很小，因此，结电容很小，它不能承受高的反向电压和大的电流，适用于作高频检波和脉冲数字电路里的开关元件。 二 、 面接触型二极管 它的PN结是用合金法或扩散法工艺制作，其结构如图（1.2.2、）所示。由于其结面积大，结电容也大。因此，工作频率低，但它能通过较大的正向电流，且反向击穿电压高，工作温度也较高，所以，主要用在低频整流电路中。 二极管的伏安特性一、二极管和PN结伏安特性的区别 与PN结一样，二极管也具有单向导电性。但由于二极管存在半导体体电阻和引线电阻，所以在外加正向电压相同的情况下，二极管的正向电流要小于PN结的电流；此外，由于二极管表面漏电流的存在，所以外加反向电压时的反向电流增大。但在近似分析时，仍然用PN结的电流方程式来描述二极管的伏安特性。 （） 二极管的正向伏安特性 当正向电压低于“开启电压”之时，二极管的正向电流为零，只有当正向电压大于“开启电压”的数值以后，才有正向电流的出现。“开启电压”又叫或阈值电压。在室温下，硅二极管的约为0.5V；锗二极管的约为0.1V。特性曲线的正向部分在开始段电流增加得比较慢，在电流I比较大的情况下，二极管两端的电压常数。在工程应用中，习惯将二极管在定正向电流下的导通电压叫“门坎电压”，且选定硅二极管的门坎电压为0.7V，而锗二极管的门坎电压为0.2V。（） 二极管的反向伏安特性当二极管承受的的反向电压不大时，的绝对值随的增大而逐渐增大。而后，反向电压一直增加到击穿电压前，二极管的反向电流均很小且不随反向电压的大小而变化。的另一个特点是它的数值受温度的影响很大，随着温度的升高，其数值增大。（） 二极管的击穿特性 当作用在二极管上的反向电压到达某一数值时，反向电流突然增大，这种现象叫做二极管的“反向击穿”， 叫“击穿电压”。决定二极管击穿后是否损坏的关键因素是看其反向电流与反向电压的乘积是否超过其允许的功率损耗。超过则有可能造成永久性损坏，反之，则不会损坏。二极管击穿后，在反向电流很大的变化范围内，其端电压几乎不变，即击穿后的反向特性有稳压性。二、温度对二极管伏安特性的影响 当环境温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线向下移。在室温附近，温度每升高1度，正向压降减小2 2 .5 mV；温度每升高10度，反向电流约增加一倍。 二极管的主要参数 (参考教材作简单论述) 二极管的等效电路 一、由伏安特性折线化得到的等效电路 模型分析法是根据二极管在电路中的实际工作状态，在分析精度允许的条件下，用一个由线性电路元件组成的“线性电路模型”来代替实际的二极管元件（条件是两者的电流和电压关系足够接近），然后用分析线性电路的方法来分析二极管电路。常用的二极管模型有如下三种：（） 理想二极管模型 该模型认为：在二极管正向导通时，反向截止时，。如图.2 . 4 ( a )所示。（） 二极管的恒压源模型 即在二极管的正向工作电流较大时，认为常数。如图.2 . 4 ( b ) 所示。（） 折线化近似模型在二极管正向电压大于后，忽略电流开始上升时的非线性特性，取电流较大值时线性值并将直线延长到坐标轴。如图.2 . 4 ( c ) 所示。 二、二极管的微变等效电路即如果在电路中除直流电源外，还有微变信号（交流小信号），则对微变信号来说，二极管可用动态（交流）电阻表示：，如图.2 . 7所示。在直流工作点处，这个动态电阻的阻值可用下式求得： (1.2.1) 注意：上述四种模型是建立在各自不完全相同的条件下的，因此，在实际应用中，应根据具体的条件来选择，判定选择是否准确的方法是以能否满足工程所充许的计算精度为标准。 稳压二极管、稳压管的伏安特性 稳压管是利用结的反向击穿特性所具有的稳压性能而做成。其正常的工作状态为反向击穿状态。从反向特性曲线可见，当反向电压达到击穿电压（也是稳压管的稳定电压）后，即使通过稳压管的电流在较大范围内变化时，其两端电压的变化量很小，这就是稳压管的稳压特性。（ 图.2 .10 ）为稳压管的伏安特性曲线。二、稳压管的主要参数 (1 ) 稳定电压 (2) 稳定电流 (3 ) 最大耗散功率(4