半导体二极管(2)ppt课件

1、2.2 半导体二极管半导体二极管2.2.1 二极管的构造二极管的构造2.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性2.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数2.2.4 二极管模型二极管模型 阳极 引线 N 型锗片 阴极 引线 金属触丝 外壳 阳极引线 铝合金小球 PN 结 N 型硅 金锑合金 底座 阴极引线 阴极引线 阳极引线 P 区 N 型硅片 SiO2 k 阴极 a 阳极 图图2.2.1 半导体二极管的构造及符号半导体二极管的构造及符号(a) 点接触型点接触型 (b) 面接触型面接触型 (c) 平面型平面型 (d) 电路符号电路符号(a)(b)(d)(c) 2.2.1 二极管的构造二极管的

2、构造2.2 半导体二极管半导体二极管半导体二极管的构造类型半导体二极管的构造类型 在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按构造分有点接触型、面接触型和平面型三大类。管按构造分有点接触型、面接触型和平面型三大类。(1) 点接触型二极管点接触型二极管PN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。用于检波和变频等高频电路。(a)(a)点接触型点接触型 图图 1 二极管的构造表示图二极管的构造表示图(3) 平面型二极管平面型二极管 往往用于集成电路制造工往往用于集成电路制造工艺中。艺中。PN 结面积可大可小，结面积可大可小

3、，用于大功率整流电路中。用于大功率整流电路中。(2) 面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用结面积大，用于任务频大电流整流电路。于任务频大电流整流电路。(b)面接触型 图 1 二极管的构造表示图(c)(c)平面型平面型 vD/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 40 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA VBR Vth 0 vD/V 0.2 0.4 0.6 20 40 60 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA 图图2.2.2 硅二极管的硅二极管的2CP10的伏安特性的伏安特性 图图2.2.3 锗二极管锗

4、二极管2AP15的伏安特性的伏安特性正向特性、反向特性正向特性、反向特性 、反向击穿特性、反向击穿特性 2.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性2.2 半导体二极管半导体二极管 式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温相当T=300 K，那么有VT=26 mV。) 1(eTSVVDDIi 半导体二极管的伏安特性曲线如图 2、3 所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据实际推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示:(1) 正向特性正向特性 硅二极

5、管的死区电压硅二极管的死区电压Vth=0.5 V左右，左右， 锗二极管的死区电压锗二极管的死区电压Vth=0.1 V左右。左右。 当当0VVth时，正向电流为零，时，正向电流为零，Vth称为死区电压称为死区电压或开启电压。或开启电压。 当当V0即处于正向特性区域。即处于正向特性区域。正向区又分为两段：正向区又分为两段： 当当VVth时，开场出现正向电流，并按指数规律增长时，开场出现正向电流，并按指数规律增长。(2) 反向特性反向特性 当当V0时，即处于反向特性区域。时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：反向区也分两个区域： 当当VBRV0时，反向电流很小，且根本不随时，反向电流很小，且根

6、本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流饱和电流IS 。 当当VVBR时，反向电流急剧添加，时，反向电流急剧添加，VBR称为称为反向击穿电压反向击穿电压 。 vD iD V 50C 25C O 50C 25C 图图2.2.4 温度对二极管特性曲线的影响表示图温度对二极管特性曲线的影响表示图温度对二极管特性的影响温度对二极管特性的影响 1. 最大整流电流最大整流电流IF 2. 最高反向任务电压最高反向任务电压VRM 3. 反向电流反向电流IR 4. 极间电容极间电容Cd5. 最高任务频率最高任务频率fM 2.2.3 二极管的主要参数二

7、极管的主要参数2.2 半导体二极管半导体二极管 0 vD/V 0.2 0.4 0.6 20 40 60 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA 图图2.2.3 锗二极管锗二极管2AP15的伏安特性的伏安特性半导体二极管的型号半导体二极管的型号国家规范对半导体器件型号的命名举例如下：国家规范对半导体器件型号的命名举例如下：表表2.2.1 几种国产半导体二极管参数几种国产半导体二极管参数12AP17检波二极管点接触型锗管，在电子设备中作检波和小电流整流用检波二极管点接触型锗管，在电子设备中作检波和小电流整流用 参 数型号最大整流电流最高反向工作电压(峰值)反向击穿电压(

8、反向电流为400A)正向电流(正向电压为1V)反向电流(反向电压分别为10, 100V)最高工作频率极间电容mAVVmAAMHzpF2AP11620402.525015012AP7121001505.02501501 参 数型号最大整流电 流最高反向工作电压(峰值)最高反向工作电压下的反向电流(125)正向压降(平均值)(25)最高工作频率AVAVKHz2CZ520.125, 50, 100, 200,300, 400, 500, 600,700, 800, 900, 1000,1000132CZ540.51200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 1000132C

9、Z5752400, 2600, 2800,300010000.83表表2.2.1 几种国产半导体二极管参数几种国产半导体二极管参数22CZ5257系列整流二极管，用于电子设备的整流电路中。系列整流二极管，用于电子设备的整流电路中。 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.温度有关。温度有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 。 a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.温度有关。温度有关。 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 。 a. 减少、减少、b. 不变、不变、c. 增多增多abc 4. 在外加电压的作用

10、下，在外加电压的作用下，P 型半导体中的型半导体中的电流主要是电流主要是 ，N 型半导体中的电流主要型半导体中的电流主要是是 。 a. 电子电流、电子电流、b.空穴电流空穴电流 ba思索题：思索题： O vD + vD iD (a) (d) iD + vD iD (b) + vD iD=0 (c) （iD0，vD=0） （vD0，iD=0） 理想 实际 图图2.2.5 理想模型理想模型a伏安特性曲线伏安特性曲线 b代表符号代表符号 c正向偏置时的电路模型正向偏置时的电路模型 d反向反向偏置时的电路模型偏置时的电路模型 2.2.4 二极管模型二极管模型2.2 半导体二极管半导体二极管 O vD + vD iD (a) (b) iD O vD + vD iD (a) (b) iD Vth rD A B C iD vD 图图2.2.6 恒压降模型恒压降模型 图