晶体二极管工作原理及应用(电气课件

1、1电子技术基础电子技术基础模拟电子技术模拟电子技术2 性质性质 普通高等院校电类专业的一门学科基础课，为后继普通高等院校电类专业的一门学科基础课，为后继专业课程学习以及电子技术在专业中的应用打下基础。专业课程学习以及电子技术在专业中的应用打下基础。任务任务 使学生掌握模拟电子技术方面的使学生掌握模拟电子技术方面的基本理论基本理论（电子电（电子电路的基本分析方法）、路的基本分析方法）、基本知识基本知识（常用电子器件和电子（常用电子器件和电子电路的性能以及主要应用）和电路的性能以及主要应用）和基本技能基本技能（电子测试技术、（电子测试技术、电子电路的分析计算能力和识图能力）。电子电路的分析计算能力

2、和识图能力）。3模模 拟拟 电电 子子 技技 术术 基基 础础电子器件及基电子器件及基本应用本应用第一章第一章 晶体二极管晶体二极管工作原理及应用工作原理及应用第二章第二章 晶体三极管晶体三极管及基本放大器及基本放大器第三章第三章 场效应管场效应管及其应用及其应用基本功能电路基本功能电路第四章第四章 负反馈负反馈放大器放大器第五章第五章 振荡电路振荡电路第六章第六章 电流源电流源电路电路第七章第七章 差分放大差分放大电路电路第八章第八章 功率放大功率放大电路电路模拟集成电路模拟集成电路第九章第九章 运算放大器运算放大器第十章第十章 集成稳压电路集成稳压电路第十一章第十一章 在系统可编程模拟器件

3、在系统可编程模拟器件4 本课程是属于技术基础性质的课程，它与本课程是属于技术基础性质的课程，它与大大学物理学物理、电路电路等基础理论课程相比，更接等基础理论课程相比，更接近工程实际。近工程实际。 5 课程安排课程安排： 共计共计3 3学分，其中：理论课占学分，其中：理论课占2.52.5学分学分 实验课占实验课占0.50.5学分学分考核方法考核方法： 闭卷考试闭卷考试 总评成绩总评成绩= =平时成绩平时成绩20%+20%+实验成绩实验成绩10%+10%+考试成绩考试成绩70%70% 6第一章第一章 晶体二极管工作原理及应晶体二极管工作原理及应用用o1.1 引言引言o1.2 半导体物理知识半导体物

4、理知识o1.3PN结结o1.4 实际二极管的伏安特性实际二极管的伏安特性o1.5二极管的模型、参数、分析方法及基本应用二极管的模型、参数、分析方法及基本应用o1.6 其它类型的二极管其它类型的二极管71.1 引言引言 P N正极正极负极负极PNPN结结外壳外壳正极正极负极负极（a） 二极管结构示意图二极管结构示意图（b） 二极管的电路符号二极管的电路符号81.2 1.2 半导体物理知识半导体物理知识o1.2.1 1.2.1 概述概述o1.2.2 1.2.2 本征半导体本征半导体o1.2.3 1.2.3 杂质半导体杂质半导体 o1.2.4 1.2.4 载流子的运动载流子的运动91.2.1 1.2

5、.1 概述概述o导体导体：电阻率小于电阻率小于1010-3-3.cm.cm，很容易导电，称为，很容易导电，称为导体导体. .如铜、铝、银等金属材料；如铜、铝、银等金属材料；o绝缘体绝缘体：电阻率大于电阻率大于10109 9.cm.cm，很难导电，称为绝，很难导电，称为绝缘体，如塑料、橡胶、陶瓷等材料；缘体，如塑料、橡胶、陶瓷等材料；o半导体半导体：电阻率在电阻率在1010-3-310109 9.cm.cm，导电能力介于导，导电能力介于导体和绝缘体之间，例如硅体和绝缘体之间，例如硅(Si)(Si)和锗和锗(Ge)(Ge)等半导体材等半导体材料；料；10半导体材料制作电子器件的原因半导体材料制作电

6、子器件的原因? ?o不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是在于半导体材料具有是在于半导体材料具有热敏性热敏性、光敏性光敏性和和掺杂性掺杂性。11半导体材料制作电子器件的原因半导体材料制作电子器件的原因?1 1、热敏性、热敏性：是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速：是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加，增加，例如例如纯净锗从纯净锗从2020升高升高到到3030时，电阻率时，电阻率下降下降为原来的为原来的1/21/2；2 2、光敏性、光敏性：半导体的导电能力随光照的变化有显著改变：半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性；例如硫化镉薄

7、膜在暗处：电阻为几十的特性；例如硫化镉薄膜在暗处：电阻为几十MM。光照：电阻下降为几十光照：电阻下降为几十KK3 3、掺杂性、掺杂性：是半导体导电能力因掺入适量的杂质而发生：是半导体导电能力因掺入适量的杂质而发生很大的变化，例如在半导体硅中，只要掺入亿分之一很大的变化，例如在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼杂质，电阻率下降到原来的的硼杂质，电阻率下降到原来的几万分之一几万分之一，利用这，利用这一特性，可以制造出不同性能不同用途的半导体器件。一特性，可以制造出不同性能不同用途的半导体器件。12+4+14284+322 8 18 4硅硅( (锗锗) )的原子结构的原子结构硅硅锗锗硅硅( (锗锗)

8、)的原子结构的原子结构简化模型简化模型SiGe131.2.2 1.2.2 本征半导体本征半导体 1 1、本征半导体：本征半导体：纯净的半导体纯净的半导体单晶单晶。原子按一定的规则整原子按一定的规则整齐排列、结构完整。齐排列、结构完整。硅硅( (锗锗) )的晶体结构的晶体结构14+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键共价键1.2.2 1.2.2 本征半导体本征半导体A A硅原子电子数为硅原子电子数为1414，最外层，最外层电子为四个，是四价元素电子为四个，是四价元素B B、硅原子结合方式是共价键、硅原子结合方式是共价键结合：结合：(i)(i)每个价电子都要受到相邻每个价电子都要受到相邻两个原

9、子核的束缚两个原子核的束缚; ;(ii)(ii)半导体的价电子既不象导半导体的价电子既不象导体的价电子那样容易挣脱成为体的价电子那样容易挣脱成为自由电子，也不象绝缘体中被自由电子，也不象绝缘体中被束缚，所以其导电能力介于导束缚，所以其导电能力介于导体与绝缘体之间体与绝缘体之间本征半导体的原子结构本征半导体的原子结构共价键结合，以硅原子（共价键结合，以硅原子（T=0KT=0K）为例）为例。15+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键共价键2 2、本征激发和两种载流子本征激发和两种载流子空穴空穴自由电子自由电子空穴空穴A A、本征激发本征激发 电子、空穴对的产生电子、空穴对的产生B B、价电子填

10、充空穴的运价电子填充空穴的运动动C C、空穴是可以移动的，其空穴是可以移动的，其实是共价键的电子依次填补实是共价键的电子依次填补空穴，形成空穴的移动空穴，形成空穴的移动163 3、复合复合(1)复合复合：自由电子跳进空穴，并释放出能量的现象。：自由电子跳进空穴，并释放出能量的现象。(2)当温度一定时，激发和复合达到当温度一定时，激发和复合达到动态平衡动态平衡，空穴浓，空穴浓度和自由电子度和自由电子浓度相等浓度相等，而且是一个，而且是一个定值定值。(3) 本征载流子浓度：本征半导体单位体积内的载流子本征载流子浓度：本征半导体单位体积内的载流子数量。数量。电子空穴对成对消电子空穴对成对消失失-本征

11、激发本征激发现象的逆过程现象的逆过程kTEiigoeATpn223本征半导体中本征半导体中电子电子的浓度的浓度本征半导体中本征半导体中空穴空穴的浓度的浓度与半导体材料有关的常数，与半导体材料有关的常数，SiSi：GeGe：23316Kcm103.8823316Kcm101.760K0K时半导体材料的带时半导体材料的带隙能量。隙能量。SiSi：1.207eV1.207eV Ge Ge：0.785eV0.785eV玻耳兹曼常数，玻耳兹曼常数，k=8.63=8.63eV/KeV/K17例例1.1.1 计算在室温计算在室温270C（300K）时硅和锗的本）时硅和锗的本征载流子浓度。征载流子浓度。解：解

12、：Si： Ge：结论结论：相同温度下。：相同温度下。Ge的导电能力比的导电能力比Si强。强。3133300)1063. 8(2785. 02316223104 . 23001076. 15 cmcmeeATpnkTEiigo3103300)1063. 8(2207. 12316223105 . 13001088. 35 cmcmeeATpnkTEiigo18本征激发小结本征激发小结o本征半导体中的电子和空穴是成对产生的，因此本本征半导体中的电子和空穴是成对产生的，因此本征半导体还是电中性的。征半导体还是电中性的。o自由电子在晶格中运动；空穴在共价键内运动。自由电子在晶格中运动；空穴在共价键内运

13、动。o温度一定时激发和复合达到动态平衡，即温度一定温度一定时激发和复合达到动态平衡，即温度一定时半导体材料中的载流子浓度是一定的。时半导体材料中的载流子浓度是一定的。o温度升高时半导体材料中的载流子浓度就增大，导温度升高时半导体材料中的载流子浓度就增大，导电能力增强。因此本征半导体可以制成热敏元件或电能力增强。因此本征半导体可以制成热敏元件或光敏元件。光敏元件。191.2.3 1.2.3 杂质半导体杂质半导体o在室温在室温270C时，时，Si的本征载流子浓度为的本征载流子浓度为1.51010cm-3,原子密度为原子密度为2.41022cm-3。只有。只有三万亿分一三万亿分一的原子的原子由于本征

14、激发产生了电子由于本征激发产生了电子-空穴对。空穴对。 结论：本征半导体导电能力很结论：本征半导体导电能力很弱！弱！o为了提高半导体的导电能力，并且人为控制半导体为了提高半导体的导电能力，并且人为控制半导体材料的导电性，可以采用材料的导电性，可以采用掺杂技术掺杂技术。o掺杂掺杂：将半导体材料中掺入一定量的杂质元素，这：将半导体材料中掺入一定量的杂质元素，这样的半导体称为杂质半导体。样的半导体称为杂质半导体。o杂质半导体可可分为：杂质半导体可可分为：N型半导体和型半导体和P型半导体型半导体掺杂要求：掺杂要求：1.1.杂质元素的浓度要远大于杂质元素的浓度要远大于 本征载流子浓度；本征载流子浓度；

15、2.2.杂质元素的浓度又要远小于杂质元素的浓度又要远小于 材料的原子密度。材料的原子密度。 20+4+4+4+5+4+4磷原子磷原子空穴是少子空穴是少子电子是多子电子是多子硅硅原子原子多数载流子多数载流子电子电子少数载流子少数载流子空穴空穴N N型半导体型半导体简化模型简化模型1 1、N N型半导体型半导体（N-type SemiconductorN-type Semiconductor）A A、在四价的本征硅中掺入微量的五价元素（如磷、砷）。、在四价的本征硅中掺入微量的五价元素（如磷、砷）。B B、磷原子失去一个电子自身成不能移动的带正电荷的离子，、磷原子失去一个电子自身成不能移动的带正电荷

16、的离子，称为施主杂质。掺入一个磷原子就提供一个自由电子。称为施主杂质。掺入一个磷原子就提供一个自由电子。C C、N N型半导体中型半导体中, ,电子是多子电子是多子, ,空穴是少子空穴是少子 D D、整块的半导体仍为中性、整块的半导体仍为中性o多子（自由电子）浓度多子（自由电子）浓度施主杂质掺杂浓度施主杂质掺杂浓度o根据半导体物理中的热平衡条件：根据半导体物理中的热平衡条件：o少子（空穴）浓度：少子（空穴）浓度：dnNn 0200iiinpnpn dinoNnp2 21A A、在四价的本征硅中掺入微量的、在四价的本征硅中掺入微量的3 3价硼价硼B B、硼原子在共价键留下一个空位，相邻硅原子中的

17、价电子容易移、硼原子在共价键留下一个空位，相邻硅原子中的价电子容易移过来填补个空位过来填补个空位 。硼原子接受一个电子，成为带负电的离子，。硼原子接受一个电子，成为带负电的离子，称受主杂质；在相邻硅共价键中产生一个带正电的空穴称受主杂质；在相邻硅共价键中产生一个带正电的空穴C C、P P型半导体中：空穴是多子；电子是少子型半导体中：空穴是多子；电子是少子D D、整块的半导体仍为中性、整块的半导体仍为中性+4+4+4+3+4+42 2、P P型半导体型半导体（P-type SemiconductorP-type Semiconductor）硅原子硅原子硼原子硼原子空穴是多子空穴是多子电子是少子电

18、子是少子o多子（空穴）浓度多子（空穴）浓度受主杂质掺杂浓度受主杂质掺杂浓度o根据半导体物理中的热平衡条件：根据半导体物理中的热平衡条件：o少子（自由电子）浓度：少子（自由电子）浓度：P P型半导体型半导体简化模型简化模型多数载流子多数载流子少数载流子少数载流子200iiinpnpn aipoNnn2 apNp 022杂质半导体小结杂质半导体小结o杂质半导体有两类：一类是杂质半导体有两类：一类是N型半导体，另一类是型半导体，另一类是P型半导体。型半导体。o杂质半导体掺杂浓度要远大于对应的本征载流子浓杂质半导体掺杂浓度要远大于对应的本征载流子浓度，又要远小于半导体的原子密度。度，又要远小于半导体的

19、原子密度。o本征半导体中掺入本征半导体中掺入5价元素（施主杂质）就形成价元素（施主杂质）就形成N形形半导体，半导体，N型半导体的多子是电子，少子是空穴；型半导体的多子是电子，少子是空穴；当本征半导体中掺入当本征半导体中掺入3价元素（受主杂质）就形成价元素（受主杂质）就形成P型半导体，型半导体，P型半导体的多子是空穴，少子是电子。型半导体的多子是空穴，少子是电子。23杂质半导体小结杂质半导体小结o在一定的温度范围内，杂质半导体中的多子浓度近在一定的温度范围内，杂质半导体中的多子浓度近似等于掺杂浓度，几乎和温度无关；少子浓度是对似等于掺杂浓度，几乎和温度无关；少子浓度是对应温度下的本征载流子浓度的

20、平方除以掺杂浓度，应温度下的本征载流子浓度的平方除以掺杂浓度，并随温度的升高而增加。并随温度的升高而增加。o当温度过高时，本征载流子浓度可能会高于掺杂浓当温度过高时，本征载流子浓度可能会高于掺杂浓度，此时的半导体具有本征半导体的特性了。度，此时的半导体具有本征半导体的特性了。24o半导体中的电子和空穴有两种运动形式。半导体中的电子和空穴有两种运动形式。 1、载流子的、载流子的漂移漂移运动：运动： 载流子在载流子在外加电场外加电场的作用的作用 下而产生的运动。下而产生的运动。 2、载流子的、载流子的扩散扩散运动：由于运动：由于浓度差浓度差而引起的载流子而引起的载流子 的运动。的运动。1.2.4

21、载流子的运动载流子的运动25I IPIN空穴电流空穴电流电子电流电子电流外电路电流外电路电流NPIII 本征半导体中载流子的飘移运动示意图本征半导体中载流子的飘移运动示意图 半导体中两种载流子：半导体中两种载流子：带正电荷的空穴带正电荷的空穴带负电荷的自由电子带负电荷的自由电子外电场外电场它们在外电它们在外电场的作用下，场的作用下，会出现定向会出现定向运动运动本征半导本征半导体体1 1、载流子的漂移运动、载流子的漂移运动262 2、载流子的扩散运动、载流子的扩散运动N注入空穴注入空穴扩散电流扩散电流27漂移运动和扩散运动小结漂移运动和扩散运动小结o载流子有两种运动：漂移运动和扩散运动。载流子有

22、两种运动：漂移运动和扩散运动。o在电场的作用下，载流子的运动为漂移运动，载流在电场的作用下，载流子的运动为漂移运动，载流子的漂移运动产生漂移电流。子的漂移运动产生漂移电流。o在浓度差的作用下，载流子的运动称为扩散运动，在浓度差的作用下，载流子的运动称为扩散运动，载流子的扩散运动产生扩散电流。载流子的扩散运动产生扩散电流。281.3 PN1.3 PN结结o1.3.1 概述概述o1.3.2 热平衡情况下的热平衡情况下的PN结结o1.3.3 PN结的伏安特性结的伏安特性o1.3.4 PN结的电容特性结的电容特性291.3.2 热平衡情况下的热平衡情况下的PNPN结结P P型区型区N N型区型区内建电

23、场内建电场 PNPN结结(2)(2)随着内电场由弱到强的建立随着内电场由弱到强的建立, ,少子漂移从无到有少子漂移从无到有, ,逐渐加强逐渐加强, ,而扩散运动逐渐减弱而扩散运动逐渐减弱, , 形成平衡的形成平衡的PNPN结。结。(1)(1)多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场1 1、PN结结( (PN Junction) )的形成的形成多子的扩散多子的扩散多子的扩散多子的扩散动画演示动画演示301.3.2 热平衡情况下的热平衡情况下的PN结结2 2、内建电位差或内建电压内建电位差或内建电压：热平衡情况下，热平衡情况下，PN结的宽结的宽度一定，在度一定，

24、在PN结两端存在的电压。结两端存在的电压。P P型区型区内建电场内建电场 PN结结)ln()ln(22idaTidaBnNNVnNNqkTV 温度的电压当量。室温下温度的电压当量。室温下V VT T=26mV=26mV311.3.3 PN PN结的伏安特性结的伏安特性伏安特性伏安特性：PNPN结的电流和加在它两端的电压的关系。结的电流和加在它两端的电压的关系。1.PN1.PN结的正向特性结的正向特性( (forward biasforward bias外加外加正向正向电压电压) ) 2.PN2.PN结的反向特性结的反向特性( (reverse biasreverse bias外加反向电压外加反

25、向电压) )321 1、PNPN结的结的正向正向特性特性 P N内电场内电场外电场外电场正向电流正向电流I IF FI IF F = I= I多子多子 I I少子少子 I I多子多子A A、正向偏压的接法：、正向偏压的接法：P P区接高电位，区接高电位，N N区接低电位区接低电位B B、正向偏压削弱内电场，有利多子的扩散运动，、正向偏压削弱内电场，有利多子的扩散运动，使使PNPN结空间电荷区变窄；结空间电荷区变窄；C C、正向偏压时，正向偏压时，PNPN结为导通状态，外电路电结为导通状态，外电路电流流I IF F很大，很大，PNPN结呈现的正向电阻很小结呈现的正向电阻很小限流电阻限流电阻RUI

26、多子多子PNPN结为导通状态结为导通状态动画演示动画演示33D D、反向偏压、反向偏压PNPN结为截止状态，外电路电流接近为结为截止状态，外电路电流接近为O O，PNPN结呈现的反向电阻很大结呈现的反向电阻很大 P N内电场内电场IR = I少子少子 0反向电流反向电流IRA A、反向偏压的接法：、反向偏压的接法：P P区接低电位，区接低电位，N N区接高电位区接高电位B B、反向偏压内电场增强，不利多子扩散运动，有利、反向偏压内电场增强，不利多子扩散运动，有利于少子的漂移运动，形成反向电流于少子的漂移运动，形成反向电流I IR R，I IR R很小，硅管很小，硅管为纳安数量级，锗管为微安数量

27、级。为纳安数量级，锗管为微安数量级。限流电阻限流电阻R外电场外电场UI少子少子PNPN结为截止状态结为截止状态2 2、PNPN结的反向特性结的反向特性C C、反向偏压，使、反向偏压，使PNPN结空间电荷区变宽。结空间电荷区变宽。D D、反向偏压、反向偏压PNPN结为截止状态，外电路电流接近为结为截止状态，外电路电流接近为O O，PNPN结呈现的反向电阻很大结呈现的反向电阻很大343 3、PNPN结的伏安特性表达式结的伏安特性表达式)1( TVVSeIIPNPN结的反向饱和电流结的反向饱和电流(1)(1)当所加正向电压当所加正向电压V V 远大于远大于V VT T（ 0.1V0.1V）时，）时，

28、TVVSFeII (2)(2)当所加正向电压当所加正向电压V V 远小于远小于V VT T（-0.1V-0.1V）时，）时，SRII 35IS击穿电压击穿电压UBRPNPN结的伏安特性结的伏安特性硅硅PNPN结结AA 04 4、PNPN结的击穿结的击穿硅硅PNPN结结锗锗PNPN结结死区电压死区电压IF /mA正向电流正向电流104030200.20.60.41.00.8UF/VUR/VIR/ A反向电流反向电流反向电压反向电压正向电压正向电压A、正向特性、正向特性加正向偏压加正向偏压UF A、UF较小时，较小时，IF较小较小 B、UF大于死区电压时，大于死区电压时，IF迅迅速增加，并按指数规

29、律上升。速增加，并按指数规律上升。如图中如图中A段所示段所示 C、当正向电流变化很大时，、当正向电流变化很大时，PN结两端电压几乎不变，硅结两端电压几乎不变，硅PNPN结结约约0.60.7V，锗，锗PNPN结结约约0.20.3V，分别作为正向工作，分别作为正向工作时两端直流压降的估算值时两端直流压降的估算值。B、反向特性、反向特性加反向偏压加反向偏压UR A、反向电流、反向电流IR是少子漂移运动引是少子漂移运动引起，所以数量小，几乎不变，又称起，所以数量小，几乎不变，又称为反向饱和电流为反向饱和电流IS。 B、当温度升高，、当温度升高，IS增加增加 C、硅、硅PNPN结结IS小于小于1uA，锗

30、，锗PNPN结结为为几十到几百几十到几百uA。C C、击穿特性、击穿特性 当当UR继续增大，并超过某一个特继续增大，并超过某一个特定电压值时，定电压值时，IR将急剧增大，这种将急剧增大，这种现象称为击穿，这时对应的电压叫现象称为击穿，这时对应的电压叫击穿电压击穿电压UBR。锗锗PNPN结结361、反向击穿类型、反向击穿类型：电击穿电击穿热击穿热击穿2、反向击穿原因、反向击穿原因： 齐纳击穿齐纳击穿：( (Zener) )反向电场太强，将电子强行拉出共价键。反向电场太强，将电子强行拉出共价键。 ( (击穿电压击穿电压 6 V，正，正温度系数温度系数) )击穿电压在击穿电压在 6 V 左右时，温度

31、系数趋近零。左右时，温度系数趋近零。第第 1 章半导体二极管章半导体二极管4 4、PNPN结的击穿结的击穿37IF /mA0.20.60.40.8UF/VC20oC50o C50o C75oC75oC20oT 升高时，升高时，U th以以 (2 2.5) mV/ C 下降下降,输输入曲线左移入曲线左移当温度当温度 升高升高10 C时，时，Is增加一倍增加一倍IR/ AUth半导体具有热敏性，温度变半导体具有热敏性，温度变化化, ,使二极管参数发生变化，使二极管参数发生变化，使二极管工作不稳定。使二极管工作不稳定。IF/ A5 5、PNPN结的温度特性结的温度特性381.3.4 PN PN结的电

32、容特性结的电容特性o若若PNPN结两端加上随时间变化的电压时，结两端加上随时间变化的电压时，PNPN结还会显结还会显示出电容特性，示出电容特性，PNPN结电容有两种类型：一种称为结电容有两种类型：一种称为势势垒电容，垒电容，用用C CB B表示；另一种称为表示；另一种称为扩散电容，扩散电容，用用C CD D表表示。示。39PN结小结结小结o当温度一定时，当温度一定时，PNPN结处于动态平衡，多子的扩散等于少结处于动态平衡，多子的扩散等于少子的漂移数量，因此空间电荷区宽度一定，内建电位差子的漂移数量，因此空间电荷区宽度一定，内建电位差为一个定值，为一个定值，o当温度升高时，当温度升高时，V VB

33、 B下降。下降。oPNPN结的伏安特性是非线性的，它的表达式为：结的伏安特性是非线性的，它的表达式为： PNPN结加正向电压时，结加正向电压时，I IF F和和V V 近似成指数关系近似成指数关系 PNPN结加反向电压时，反向电流和反向电压无关。结加反向电压时，反向电流和反向电压无关。o当当PNPN上的反响电压大于上的反响电压大于V VBRBR时，时，PNPN结击穿。结击穿。PNPN结的击穿特结的击穿特性可以用来稳压。性可以用来稳压。)ln()ln(22idaTidaBnNNVnNNqkTV )1( TVVSeII40PN结小结结小结o当温度升高时，当温度升高时，PNPN结伏安特性曲线的正向特

34、性向左移；结伏安特性曲线的正向特性向左移；反向饱和电流反向饱和电流I IS S增大；击穿电压增大；击穿电压V VBRBR可能是负温度系数可能是负温度系数（对应齐纳击穿），也可能是正温度系数（对应雪崩击（对应齐纳击穿），也可能是正温度系数（对应雪崩击穿）。穿）。oPNPN电容电容C Cj j=C=CB B+C+CD D，当，当PNPN结加正向电压时，以扩散电容结加正向电压时，以扩散电容C CD D为为主，即主，即C Cj jCCD D；当；当PNPN结加反向电压时，以势垒电容结加反向电压时，以势垒电容C CB B为主，为主，即即C Cj j=C=CB B 。 411.4 实际二极管的伏安特性实际

35、二极管的伏安特性IF /mA正向电流正向电流104030200.20.60.41.00.8UF/VUR/VIR/ A反向电流反向电流反向电压反向电压正向电压正向电压IS击穿电压击穿电压UBR421.5 二极管的模型、参数、分析方法及基本应用二极管的模型、参数、分析方法及基本应用o1.5.1 1.5.1 概述概述o1.5.2 1.5.2 二极管的二极管的开关模型及应用开关模型及应用o1.5.3 1.5.3 二极管的二极管的恒压模型及应用恒压模型及应用o1.5.4 1.5.4 二极管的小信号模型二极管的小信号模型o1.5.5 1.5.5 二极管电路的分析方法二极管电路的分析方法o1.5.6 1.5

36、.6 二极管的主要参数二极管的主要参数43di 1.5.1 绪论绪论ivQ Q1 1Q Q2 2V V1 1I I1 1V V2 2I I2 2直流电阻：直流电阻：111IVR dv222IVR 交流电阻：交流电阻：11Qdidvr 22Qdidvr 441 1、U UD D00时，二极管时，二极管正向导正向导通，管压降为通，管压降为0 0，即，即U UF F=0=0，视，视二极管为短路；二极管为短路；2 2、 U UD D0 0时，二极管时，二极管反向截反向截止，电流为止，电流为0 0，即，即I IF F=0=0，视二，视二极管为开路。极管为开路。UFIF二极管的开关模型二极管的开关模型01

37、.5.2 二极管的开关模型及应用二极管的开关模型及应用导通导通截止截止451 1、U UD D0.7V0.7V时，二极管时，二极管正向正向导通，管压降为导通，管压降为0.7V0.7V，即，即U UF F=0.7V=0.7V，视二极管为短路；，视二极管为短路；2 2、 U UD D0.70.7时，二极管时，二极管反向反向截止，电流为截止，电流为0 0，即，即I IF F=0=0，视，视二极管为开路。二极管为开路。UFIF二极管的恒压模型二极管的恒压模型01.5.2 二极管的恒压模型及应用二极管的恒压模型及应用导通导通截止截止46定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止 若二极管是理想的，若二极管是理想的，47例例1：D6V12V3k BAUAB+48例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+49V sin18itu t 501 1、整流应用、整流应用 利用二极管单向导电性把大小和方向都变化的正利用二极管单向导电性把大小和方向都变化的正弦弦交流电变为单向脉动的直流电。交流电变为单向脉动的直