第四版半导体二极管

第四版半导体二极管

一、二极管的组成将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。点接触型：结面积小，结电容小允许的电流小工作频率高面接触型：结面积大，结电容大允许的电流大工作频率低结面积可小、可大小的工作频率高大的结允许的电流大

二、二极管的伏安特性及电流方程

二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.5~0.8VnA级锗Ge0.1V0.1~0.3V几～几十µA)(ufi=开启电压反向饱和电流击穿电压mV)26(

)1e(TST=-=UIiUu常温下温度的电压当量1.正向特性当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。相应的电压叫死区电压。范围称死区。死区电压与材料和温度有关，硅管约0.5V左右，锗管约0.1V左右。正向特性死区电压60402000.40.8I/mAU/V当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流迅速增大。2.反向特性–0.02–0.040–25–50I/mAU/V反向特性当电压超过零点几伏后，反向电流不随电压增加而增大，即饱和；二极管加反向电压，反向电流很小；如果反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电流会突然增大；反向饱和电流这种现象称击穿，对应电压叫反向击穿电压。击穿并不意味管子损坏，若控制击穿电流，电压降低后，还可恢复正常。击穿电压U(BR)从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性。，则若反向电压；，则若正向电压STSTTeIiUuIiUuUu->>>>)1e(TS-=UuIi2.伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线结论：二极管具有单向导电性。加正向电压时导通，呈现很小的正向电阻，如同开关闭合；加反向电压时截止，呈现很大的反向电阻，如同开关断开。从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管的电压与电流变化不呈线性关系，其内阻不是常数，所以二极管属于非线性器件。三、二极管的主要参数1.最大整流电流IF二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压UR工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将击穿电压UBR的一半定义为UR。3.反向电流IR通常希望IR值愈小愈好。4.最高工作频率fMfM值主要决定于PN结结电容的大小。结电容愈大，二极管允许的最高工作频率愈低。四、二极管的等效电路

1.将伏安特性折线化理想二极管近似分析中最常用理想开关导通时UD＝0截止时IS＝0导通时UD＝Uon截止时IS＝0导通时i与u成线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！三、二极管的等效电路Q越高，rd越小。

当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流2.微变等效电路五、稳压二极管1.伏安特性最小维持电流最大允许电流

由一个PN结组成，反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变，为稳定电压。a)伏安特性b)符号和等效电路图稳压管工作于反向击穿区。

主要参数五、稳压二极管稳定电压UZ：是在规定的电流下稳压管的反向击穿电压稳定电流IZ：是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。最大功耗PZM：PZM＝

IZMUZ动态电阻rz：是稳压管工作在稳压区时，端电压的变化量与其电流变化量之比，即rz

＝ΔUZ

/ΔIZrZ愈小愈好。对于同一个稳压管，工作电流愈大，rZ值愈小。

电压温度系数U稳压管电流不变时，环境温度每变化1℃引起稳定电压变化的百分比。(1)

UZ>7V,U>0；UZ<4V，U<0；(2)

UZ在4~7V之间，U值比较小，性能比较稳定。2CW17：UZ=9~10.5V，U=0.09

%/℃2CW11：UZ=3.2~4.5V，U=-(0.05~0.03)%/℃五、稳压二极管VDZR使用稳压管需要注意的几个问题：图稳压管电路UOIO+IZIRUI+1.外加电源的正极接管子的N区，电源的负极接P区，保证管子工作在反向击穿区；RL2.稳压管应与负载电阻RL并联；3.必须限制流过稳压管的电流IZ，不能超过规定值，以免因过热而烧毁管子。讨论一

判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。判断二极管工作状态的方法？讨论二1.V＝2V、5V、10V时二极管中的直流电流各为多少？2.若输入电压的有效值为5mV，则上述各种情况下二极管中的交流电流各为多少？

V较小时应实测伏安特性，用图解法求ID。QIDV＝5V时，mA5.21A)2000.75(

DD=--=RUVIV=10V时，mA50A)20010(D==RVIDQTDDdIUiurDD=uD=V-iR讨论二didDQTDDdrUIIUiur=DD=，V＝2V，ID≈2.6mA0.5mAmA)105(10)6.226(dd=W=WIr，V＝5V，ID≈21.5mA4.1mAmA)21.15(21