模电第二讲半导体二极管

§1.2

半导体二极管一、二极管的组成二、二极管的伏安特性及电流方程三、二极管的等效电路四、二极管的主要参数五、稳压二极管一、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，允许电流小，最高工作频率高。面接触型：结面积大，结电容大，允许电流大，最高工作频率低。平面型：结面积可大可小。小的工作频率高，大的结允许电流大。二、二极管的伏安特性和电流方程开启电压温度的电压当量反向饱和电流正向特性为指数曲线反向电流为常量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Si0.5V0.5~0.8V1µA以下锗Ge0.1V0.1~0.3V几十µA电流端电压从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.

伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→反向饱和电流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三、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.

微变等效电路四、二极管的几个参数最大整流电流IF：最大正向平均电流最高反向工作电压UR：反向击穿电压瞬时值反向电流IR：IS，是对温度很敏感的参数最高工作频率fM：结电容作用的结果五、稳压二极管1.伏安特性进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流

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。2.主要参数稳定电压UZ、稳定电流IZ最大功耗PZM＝IZMUZ动态电阻rz＝ΔUZ

/ΔIZ六、光电器件符号1.发光二极管(LED)

当发光二极管加上正向电压并有足够大的正向电流时，就能发出一定波长范围的光。目前的发光二极管可以发出从红外到可见波段的光,它的电特性与一般二极管类似。发光二极管的工作电压为1.5~3V,工作电流为几至十几微安。发光二极管主要用于显示电路,常用的有2EF等系列。发光二极管(LED)2光电二极管

光电二极管在反向电压作用下工作。当无光照时,和普通二极管一样,其反向电流很小,

称为暗电流。当有光照时，产生的反向电流称为光电流。照度E越强，光电流也越大。常用的光电二极管有2AU、2CU等系列。光电流很小，一般只有几十微安，应用时必须放大。I/AU/VE=0E1E2(a)伏安特性(b)符号E2>E1通过光电二极管可将光信号转换成电信号uI>8V，二极管导通，可看作短路，uO=8V

uI<8V，二极管截止，可看作开路，uO=ui

例1：已知：

,二极管是理想的，试画出uO

波形。8V

解：二极管阴极电位为8V。参考点二极管的应用举例1.二极管的限幅作用该电路为正限幅电路VA>VB,DA优先导通，

使VY=3V。VB<VY

，DB截止，

将VB与VY隔离。2.二极管的钳位和隔离作用

例2：图示电路中，输入端VA=+3V,VB=0V，试求输出端Y的电位VY。设DA、DB，为理想二极管。解：VYAB-12V0V+3VDARDBDA

起钳位作用。DB

起隔离作用。3.稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL3.稳压管的技术参数:负载电阻。要求当输入电压由正常值发生20%波动时，负载电压基本不变。解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax。求：电阻R和输入电压ui的正常值。——方程1令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin。——方程2uoiZDZRiLiuiRL联立方程1、2，可解得：4.电路如图所示，二极管导通电压UD＝0.7V，常温下UT≈26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。

试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？解：二极管的直流电流

ID＝（V－UD）/R＝2.6mA其动态电阻

rD≈UT/ID＝10Ω故动态电流有效值

Id＝Ui/rD≈1mA4.