半导体二极管及基本电路ppt课件

第一章半导体二极管和基本电路，模拟电子技术基础，第一章半导体二极管和基本电路，1.1半导体的基本知识，1.2PN结的形成和特性，1.3二极管和电压电流特性，1.5二极管基本电路和分析方法，1.6特殊二极管，1.4二极管的等效模型，1.1半导体的基本知识，第一章半导体，无杂质，1，半导体，导电材料为，导体：金属，绝缘体：惰性气体，橡胶，陶瓷等，半导体：硅，锗等两者之间，半导体的导电特性：1，半导体导电性受环境影响很大，(1)2、固有半导体(纯半导体)、si: 14电子、2) 8) 4、ge: 32电子、2)8)18)4、价电子的数量决定物质的化学性质(1)、(2)晶体结构，晶体的价态排列方式，硅单晶的共价结构，共价键，自由电子，共价键，质点成对的自由电子和共价键，(3)本半导体的传导机制，温度越高，光越高，自由电子和孔洞由外部电场的作用，相邻原子的原子吸引电子填满，注：(1)固有半导体中的电流子数量很少，导电性很差；(2)温度越高，载流量越多，半导体的导电性越好。因此，温度对半导体器件的性能有很大影响。2，n型和p型半导体(杂质半导体)，额外的电子，磷原子，在固有半导体中混合微量的五价元素，形成n型半导体。可以在室温下改变为自由电子，1，n型半导体，大部分载流子：自由电子，少数载流子：孔，动画，2，p型半导体，硼原子，孔，注意：n型或p型半导体是中性的(正电荷数相等)，外部导电性，不电荷。在固有半导体中混合微量的三价元素，构成p型半导体。大多数载体：孔，少数载体：自由电子、动画、杂质半导体主要依赖于大多数载体电导率。杂质越多，不同的次浓度越高，导电性越强，可以调节导电性。1 .杂质半导体的多个子数与(a .掺杂浓度，b .温度)有关。2 .杂质半导体的少量与(a .掺杂浓度，b .温度)有关。3 .温度升高时的子项数(a .减少，b .不变，c .增加)。a、b、c、4。由于外部电压的作用，p型半导体的电流主要是n型半导体的电流。(a .电子电流，b .空心电流)，b，a，1.2PN结和单向导电，1，PN结的形成，多亚扩散运动，小儿子的漂移运动，不良浓度，p型半导体，n型半导体，扩散结果扩大了空间电荷区域。空间电荷区域也形成PN结，空间电荷区域，1，扩散运动，由于不同浓度，多子移动，内部电场形成，多子持续扩散的干扰。2，漂移运动，内部电场的作用下，小儿子形成漂移运动。也称为耗尽层的动画，2，PN接头的单向导电，1，PN接头正向电压(正向偏移)，PN接头窄，p接头正，n接头负，I，外部电场克服内部电场，形成更大的扩散电流，使多个儿子继续扩散，此时PN接头显示出低电阻，2，PN结反向电压(反向偏移)，p-音，n-连接正向，动画，PN结加宽，IS，外部电场强化内部电场，使多个儿子无法扩散，加强小儿子的漂移，由于少量小反向电流，将反向电压添加到PN连接将扩大PN连接，反向电流较小，反向电阻大，PN连接闭合。，PN接头的反向降伏，当PN接头的反向电压增加到特定值时，反向电流突然快速增加，这种情况称为PN接头的反向破坏。热破坏不可逆，PN结的电流方程，3，PN结的电容效应，1 .势垒电容，PN结加电压变化时空间电荷区的宽度发生变化，电荷积累和释放过程，电容充电放电等，其等效电容称为势垒电容CB。2 .扩散电容，在PN连接上加上正向电压变化，在扩散距离上载波浓度及其斜率都发生变化，电荷积累和释放过程，相应的等效电容被称为扩散电容CD。接合电容：接合电容不是常数！如果PN接头的电压频率高到一定程度，就会失去单向导电能力！1.3半导体二极管和电压-电流特性、基本结构、符号、二极管为PN接头。1，结构：p区域为正(正)极，n区域为负(负)极，D，2，符号：PN接合封装，引导两个电极以构成二极管。二极管类型、低功耗二极管、高功率二极管、调节器二极管、发光二极管、晶体二极管的单向导电，利用二极管的这一特性，可以将二极管用于检测和整流。单向导电：2，电压电流特性，特性：非线性，二极管电流与其末端电压之间的关系称为电压电流特性。电压打开，反向饱和电流，击穿电压，温度的电压等效，从二极管的电压-电流特性反映：2。电压-电流特性受温度影响，t(c)电流保持不变的情况下，管压降u反向饱和电流为指数曲线，u(br)正向特性为指数曲线，反向特性为水平轴的平行线，t(c)单向导电，3，二极管的主参数，必须选择1.4二极管的等效模型，理想模型，传导时ud=0切断时is=0，传导时ud=uon切断时is=0，折线模型，根据情况选择不同的等效电路！恒压降模型，传导时ud=uon idrd截止is=0，1，二极管直流等效电路，最接近物理模型，如果二极管在静态(DC)基础上嵌套AC(动态)信号，则使二极管等于电阻，这种电阻称为二极管的微变等效电路。第二，二极管小信号等效电路，也称为微可变等效电路。q越高，rd越小。ui=0，直流电源操作，小信号操作，静态电流，静态操作点，微可变等效电路用于二极管电路的交流分析。交流信号，1.5二极管基本电路和分析方法，1，直流分析，1。二极管的静态运行分析，理想模型，定性分析：二极管运行状态判断，传导阻滞，分析方法：二极管分离，二极管双端电位的高低分析，静压降模型、(硅二极管通用)、折线模型、(硅二极管通用)、设置、电路图，要求：UAB，考虑管压降，UAB为-6.3v(锗管)或- 6.7V(硅管)，以点b为参考点，分离二极管，分析二极管正极和负极的电位。在这里，二极管充当夹具。分析：v量=-6vv音=-12v，v量v音二极管传导，如果二极管是理想的模型处理，则短路，UAB=-6v，二极管开关电路，分析方法：分离二极管，或分析二极管两端电位的高低或添加的电压UD的正负。v量v音或UD为正(正向偏移)时二极管传导，v量V1量，V2量=0V，V1音=V2音=-12v，总阳极连接：低阴极电位的第一次传导。段落uo=8V。已知：二极管理想，请画uo波形。8V，示例3:二极管用途：整流、检测、限制、钳制、开关、元件保护、温度补偿等。参考点，二极管阴极电位8V为断路uo=ui，ui8V时：二极管截止，ui 8v时：二极管传导，判断电路中二极管的工作状态，解决输出电压的讨论。如何确定二极管的运行状态？1.v=2v，5V，10V时间二极管的直流电流分别是多少？v必须使用以时间为单位测量的电压-电流特性以图形方式查找ID。，q，id，v=5v，V=10V，uD=V-iDR，2，AC微变量等效回路，2。如果输入电压的有效值为5mV，那么二极管的交流电流各是多少？(1) v=2v，ID-2.6ma，(2) v=5v，ID-8.6ma，(3) v=10v，ID-50ma，2 .符号，3