电模第五章半导体二极管及其应用电路

电模第五章半导体二极管及其应用电路第1页，课件共89页，创作于2023年2月第五章半导体二极管及其应用电路半导体基本知识PN结及其特性半导体二极管特性及其应用单相整流电路稳压二极管第2页，课件共89页，创作于2023年2月§5.1半导体基础知识5.1.1概念根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。导体：容易导电的物体。如：铁、铜等2.绝缘体：几乎不导电的物体。如：橡胶等第3页，课件共89页，创作于2023年2月3.半导体半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。在一定条件下可导电。

半导体的电阻率为10-3～109cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体特点：

1)在外界能源的作用下，导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。

2)在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。第4页，课件共89页，创作于2023年2月5.1.2

本征半导体1.本征半导体——化学成分纯净的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和锗。硅和锗都是4价元素，它们的外层电子都是4个。其简化原子结构模型如下图：锗硅电子外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的。第5页，课件共89页，创作于2023年2月2.本征半导体的共价键结构本征晶体中各原子之间靠得很近，使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。如下图所示：硅晶体的空间排列共价键结构平面示意图第6页，课件共89页，创作于2023年2月共价键性质共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的，这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足够的能量，不易脱离轨道。因此，在绝对温度T=0K（-273C）时，由于共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子，不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。第7页，课件共89页，创作于2023年2月3.电子与空穴+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子共价键当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发，也称热激发。第8页，课件共89页，创作于2023年2月电子与空穴自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。第9页，课件共89页，创作于2023年2月电子与空穴的复合可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合，如图所示。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。第10页，课件共89页，创作于2023年2月空穴的移动 由于共价键中出现了空穴，在外加能源的激发下，邻近的价电子有可能挣脱束缚补到这个空位上，而这个电子原来的位置又出现了空穴，其它电子又有可能转移到该位置上。这样一来在共价键中就出现了电荷迁移—电流。电流的方向与电子移动的方向相反，与空穴移动的方向相同。本征半导体中，产生电流的根本原因是由于共价键中出现了空穴。由于空穴数量有限，所以其电阻率很大。第11页，课件共89页，创作于2023年2月5.1.3杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。(1)N型半导体(2)P型半导体第12页，课件共89页，创作于2023年2月1.N型半导体在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成N型半导体,也称电子型半导体。因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。自由电子在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供；另外，硅晶体由于热激发会产生少量的电子空穴对，所以空穴是少数载流子。第13页，课件共89页，创作于2023年2月N型半导体结构

提供自由电子的五价杂质原子因失去一个电子而带单位正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。N型半导体的结构示意图如下图所示。磷原子核自由电子所以，N型半导体中的导电粒子有两种： 自由电子—多数载流子（由两部分组成） 空穴——少数载流子第14页，课件共89页，创作于2023年2月2.P型半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。当相邻共价键上的电子因受激发获得能量时，就可能填补这个空穴，而产生新的空穴。空穴是其主要载流子。

第15页，课件共89页，创作于2023年2月P型半导体结构

在P型半导体中，硼原子很容易由于俘获一个电子而成为一个带单位负电荷的负离子，三价杂质因而也称为受主杂质。

而硅原子的共价键由于失去一个电子而形成空穴。所以P型半导体的结构示意图如图所示。硼原子核空穴P型半导体中：空穴是多数载流子，主要由掺杂形成；

电子是少数载流子，由热激发形成。第16页，课件共89页，创作于2023年2月3.杂质对半导体导电性的影响

掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响，一些典型的数据如下:

T=300K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:

n=p=1.4×1010/cm31

2掺杂后N型半导体中的自由电子浓度:

n=5×1016/cm3

本征硅的原子浓度:4.96×1022/cm3

3以上三个浓度基本上依次相差106/cm3

。第17页，课件共89页，创作于2023年2月本节中的有关概念本征半导体、杂质半导体自由电子、空穴

N型半导体、P型半导体多数载流子、少数载流子施主杂质、受主杂质第18页，课件共89页，创作于2023年2月

1.在杂质半导体中多子的数量与

（a.掺杂浓度、b.温度）有关。

2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。

3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc

4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是

，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba第19页，课件共89页，创作于2023年2月5.2PN结及其特性

PN结的形成

PN结的单向导电性PN结的电容效应第20页，课件共89页，创作于2023年2月1.PN结的形成在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:因浓度差多子扩散形成空间电荷区促使少子漂移阻止多子扩散扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这样在两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电荷区（耗尽层）。由于P区一侧带负电，N区一侧带正电，所以出现了方向由N区指向P区的内电场第21页，课件共89页，创作于2023年2月扩散运动：由于浓度差异引起的多子的运动。漂移运动：由于内电场的作用造成的少子的运动第22页，课件共89页，创作于2023年2月多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区也称PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－动画形成空间电荷区第23页，课件共89页，创作于2023年2月PN结的形成对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。由于耗尽层的存在，PN结的电阻很大。

PN结的形成过程中的两种运动：多数载流子扩散少数载流子飘移第24页，课件共89页，创作于2023年2月2.PN结的单向导电性

PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。如果外加电压使PN结中：

P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；

P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏。第25页，课件共89页，创作于2023年2月

(1)PN结加正向电压时的导电情况

外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。内电场方向PN结的伏安特性低电阻大的正向扩散电流第26页，课件共89页，创作于2023年2月

(2)PN结加反向电压时的导电情况

外加的反向电压方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。

内电场方向PN结的伏安特性

在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。

高电阻很小的反向漂移电流第27页，课件共89页，创作于2023年2月（3）PN结的伏安特性

PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。第28页，课件共89页，创作于2023年2月3.PN结方程

根据理论分析，PN结两端的电压V与流过PN结的电流I之间的关系为：其中：IS为PN结的反向饱和电流；VT称为温度电压当量，在温度为300K(27°C) 时， VT约为26mV；所以上式常写为：第29页，课件共89页，创作于2023年2月PN结方程PN结正偏时，如果V>VT

几倍以上，上式可改写为：即I随V按指数规律变化。

PN结反偏时，如果│V│>VT几倍以上，上式可改写为：其中负号表示为反向。第30页，课件共89页，创作于2023年2月4.PN结的击穿特性

如图所示，当加在PN结上的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然急剧增大，PN结产生电击穿—这就是PN结的击穿特性。 发生击穿时的反偏电压称为PN结的反向击穿电压VBR。

PN结被击穿后，PN结上的压降高，电流大，功率大。当PN结上的功耗使PN结发热，并超过它的耗散功率时，PN结将发生热击穿。这时PN结的电流和温度之间出现恶性循环，最终将导致PN结烧毁。热击穿——不可逆雪崩击穿齐纳击穿电击穿——可逆第31页，课件共89页，创作于2023年2月二极管处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过PN结的电流很小，但电压超过某一数值时，反向电流急剧增加，这种现象我们就称为反向击穿。

击穿形式分为两种：雪崩击穿和齐纳击穿。

齐纳击穿：高掺杂情况下，耗尽层很窄，宜于形成强电场，而破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚形成电子－空穴对，致使电流急剧增加。

*击穿并不意味着PN结烧坏。第32页，课件共89页，创作于2023年2月雪崩击穿：如果搀杂浓度较低，不会形成齐纳击穿，而当反向电压较高时，能加快少子的漂移速度，从而把电子从共价键中撞出，形成雪崩式的连锁反应。

对于硅材料的PN结来说，击穿电压〉7v时为雪崩击穿，<4v时为齐纳击穿。在4v与7v之间，两种击穿都有。这种现象破坏了PN结的单向导电性，我们在使用时要避免。

第33页，课件共89页，创作于2023年2月5.PN结的电容效应PN结除了具有单向导电性外，还有一定的电容效应。按产生电容的原因可分为：

势垒电容CB，扩散电容CD。第34页，课件共89页，创作于2023年2月(1)势垒电容CB

势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。势垒电容的示意图如下图。势垒电容示意图第35页，课件共89页，创作于2023年2月(2)扩散电容CD

扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度分布曲线。

扩散电容示意图反之，由P区扩散到N区的空穴，在N区内也形成类似的浓度梯度分布曲线。扩散电容的示意图如图所示。第36页，课件共89页，创作于2023年2月扩散电容CD当外加正向电压不同时，扩散电流即外电路电流的大小也就不同。所以PN结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同，这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。

扩散电容示意图PN结在反偏时主要考虑势垒电容。PN结在正偏时主要考虑扩散电容。第37页，课件共89页，创作于2023年2月§5.3半导体二极管及其应用半导体二极管的结构类型半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的参数半导体二极管的温度特性半导体二极管的型号稳压二极管半导体二极管及其分析方法第38页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.1半导体二极管的结构类型

在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。它们的结构示意图如下图所示。(1)点接触型二极管—

PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。点接触型二极管的结构示意图第39页，课件共89页，创作于2023年2月二极管的结构平面型(3)平面型二极管—往往用于集成电路制造工艺中。PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。(2)面接触型二极管—

PN结面积大，用于工频大电流整流电路。面接触型阴极阳极(

符号D第40页，课件共89页，创作于2023年2月硅管0.5V,锗管0.1V。反向击穿电压U(BR)导通压降

外加电压大于死区电压二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性特点：非线性硅0.6~0.8V锗0.2~0.3VUI死区电压PN+–PN–+

反向电流在一定电压范围内保持常数。5.3.2半导体二极管的伏安特性曲线第41页，课件共89页，创作于2023年2月二极管的伏安特性曲线根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示式中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=300K），则有VT=26mV。第42页，课件共89页，创作于2023年2月

硅二极管的死区电压Vth=0.5V左右，

锗二极管的死区电压Vth=0.1V左右。

当0＜V＜Vth时，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压。当V＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段：当V＞Vth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。(1)正向特性第43页，课件共89页，创作于2023年2月当V＜0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：

当VBR＜V＜0时，反向电流很小，且基本不随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IS

。

当V≥VBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压。(2)反向特性第44页，课件共89页，创作于2023年2月反向特性

在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。

硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。

从击穿的机理上看，硅二极管若|VBR|≥7V时,主要是雪崩击穿；若|VBR|≤4V时,则主要是齐纳击穿。当在4V～7V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。第45页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.3半导体二极管的参数

半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压VBR、最大反向工作电压VRM、反向电流IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。几个主要的参数介绍如下：

(1)最大整流电流IF——二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。(2)反向击穿电压VBR———和最大反向工作电压VRM二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压VBR。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压VRM一般只按反向击穿电压VBR的一半计算。第46页，课件共89页，创作于2023年2月半导体二极管的参数

(3)反向电流IR:在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。

(4)正向压降VF：在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下，约0.6～0.8V；锗二极管约0.2～0.3V。(5)动态电阻rd：反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。显然，rd与工作电流的大小有关，即rd=VF/IF第47页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.4半导体二极管的温度特性

温度对二极管的性能有较大的影响，温度升高时，反向电流将呈指数规律增加，如硅二极管温度每增加8℃，反向电流将约增加一倍；锗二极管温度每增加12℃，反向电流大约增加一倍。另外，温度升高时，二极管的正向压降将减小，每增加1℃，正向压降VF(VD)大约减小2mV，即具有负的温度系数。这些可以从所示二极管的伏安特性曲线上看出。第48页，课件共89页，创作于2023年2月2.二极管好坏的判定（1）若测得的反向电阻很大（几百千欧以上），正向电阻很小（几千欧以下），表明二极管性能良好。（2）若测得的反向电阻和正向电阻都很小，表明二极管短路，已损坏。（3）若测得的反向电阻和正向电阻都很大，表明二极管断路，已损坏。第49页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.5半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：二极管符号：D代表P型Ge第50页，课件共89页，创作于2023年2月半导体二极管图片第51页，课件共89页，创作于2023年2月半导体二极管图片第52页，课件共89页，创作于2023年2月半导体二极管图片第53页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.6二极管电路及其分析方法简单的二极管电路如图所示，由二极管、电阻和电压源组成，其分析方法一般有两种：图解法、模型法（等效电路法）。第54页，课件共89页，创作于2023年2月IOVBRIS1.图解法图示电路可分为A、B两部分。A部分的电压与电流关系：VD=V-IRB部分的电压与电流关系就是二极管的伏安特性。在二极管的伏安特性上画出VD=V-IR，如图所示：(V,0)RV(0,)QIDVD最后得出二极管两端的电压VD和流过二极管的电流I，如图所示。第55页，课件共89页，创作于2023年2月2.模型分析法(1)二极管的大信号模型： 根据二极管伏安特性，可把它分成导通和截止两种状态。如图所示，VD<0.7V截止VD>0.7V导通VD<0.2V截止VD>0.2V导通这就是二极管的大信号模型。硅管锗管第56页，课件共89页，创作于2023年2月大信号模型所以二极管导通时，其上的电压和流过它的电流可表示为：一般硅二极管正向导通压降为0.6V~0.8V

锗二极管正向导通压降为0.1V~0.3V以0.7或0.2计算将引入10%的误差。但如果V足够大，则VD实际引入的误差并不大。硅管锗管如果V>>0.7V(0.3V):第57页，课件共89页，创作于2023年2月理想模型IDO0.7V理想二极管大信号模型0.7V第58页，课件共89页，创作于2023年2月小信号模型(2)二极管的小信号模型： 从二极管伏安特性上看出，二极管导通后，其电压变化量与电流变化量之比近似于常数：此时的二极管相当于一个动态电阻，其阻值是正向特性曲线在工作点上的斜率的倒数，如图所示。第59页，课件共89页，创作于2023年2月整流电路的作用:

将交流电压转变为脉动的直流电压。

常见的整流电路：

半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流；可控和不可控整流等。整流原理：

利用二极管的单向导电性和晶闸管的可控性5.3单相整流滤波电路交流直流整流逆变下一节上一页下一页返回上一节第60页，课件共89页，创作于2023年2月一、不控整流电路（1）单相半波整流电路

–++–aTrDuou2bRLio+–u1uDOu2正半周，Va>Vb，二极管D导通；u2

负半周，Va<Vb，二极管D截止。utOuoO第61页，课件共89页，创作于2023年2月(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io(3)流过二极管电流平均值ID(4)二极管的最高反向电压URm整流二极管的选择：平均电流ID与最高反向电压URm

是选择整流二极管的主要依据。IF

ID

，URURm

第62页，课件共89页，创作于2023年2月▲电路及工作原理（2）单相桥式整流电路u1D4D2D1D3RLuou2+－+－+－aTbu2正半周:Va＞Vb，uo=u2D1和D3导通,第63页，课件共89页，创作于2023年2月+－+－+－aTbu1D4D2D1D3RLuou2u2负半周:Va<Vb，uo=－u2D2和D4导通,下一节上一页下一页返回上一节第64页，课件共89页，创作于2023年2月uD3,uD1uD4,uD2▲

D上的平均电流：▲

D上承受的最高反向电压：D1D3D2D4uou2D4D2D1D3RL+-+－∫uodw

t2p02p1Uo==0.9U2UoIo=RLID=12Io▲输出电压、电流的平均值：OωtuDuoOωtu2Oωt第65页，课件共89页，创作于2023年2月RLu1234ab+

–×RLu1234ab+

–aRLu1234b+

–（1）一只D短路：

半周短路，烧坏二极管、变压器（2）一只D虚焊：半波整流（3）一只D接反：

半周短路，半周无输出，烧坏二极管、变压器▲常见故障分析：第66页，课件共89页，创作于2023年2月▲整流桥块正确使用：~~输入交流电压+输出直流电压~~~~▲二极管的选择：平均电流ID与最高反向电压URm

是选择整流二极管的主要依据。IF

ID

，URURm

第67页，课件共89页，创作于2023年2月例：单相桥式整流电路，已知:负载电阻

RL=50，负载电压Uo=100V，试选择二极管。

可选用四只2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。解：整流二极管的选择：IF

ID

，URUDRM下一节上一页下一页返回上一节第68页，课件共89页，创作于2023年2月5.3.7二极管基本应用1.利用伏安特性的非线性构成（限幅电路）例1：如图所示：

D1D2vivovovi第69页，课件共89页，创作于2023年2月二极管基本应用|vi|<0.7V时，D1、D2截止，所以vo=vi|vi|>0.7V时，D1、D2中有一个导通，所以vo=0.7V例2：如图所示：voviD2D1vovi第70页，课件共89页，创作于2023年2月二极管基本应用2.利用单向导电性构成整流和开关电路 不管输入信号处于正或负半周，负载上得到的都是正向电压。全波整流电路：vivoD3D4D2D1vivo第71页，课件共89页，创作于2023年2月二极管基本应用Va、Vb有一个是低电平（0V）：VO为低电平Va、Vb为高电平（5V）：VO为高电平所以F=A•B开关电路：Va(A)Vb(B)VO(F)D1D25V第72页，课件共89页，创作于2023年2月例

试求电路中电流I1、I2、IO和输出电压UO的值。解：假设二极管断开UP=15VUP>UN二极管导通等效为0.7V的恒压源UO=VDD1

UD(on)=150.7=14.3(V)IO=UO/RL=14.3/3

=4.8(mA)I2=(UOVDD2)/R=(14.312)/1

=2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)VDD1VDD2UORLR1kW3kWIOI1I215V12VPN第73页，课件共89页，创作于2023年2月5.4稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。稳压二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样，稳压二极管伏安特性曲线的反向区、符号和典型应用电路如图所示。符号应用电路伏安特性第74页，课件共89页，创作于2023年2月2.4.1稳压二极管参数从稳压二极管的伏安特性曲线上可以确定稳压二极管的参数。

(1)稳定电压VZ——在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。

(2)动态电阻rZ——其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。

rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。

rZ=VZ/IZ(3)稳定电压温度系数——VZ。温度的变化将使VZ改变，在稳压管中当VZ

＞7V时，VZ具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。当VZ＜4V时，VZ具有负温度系数，反向击穿是齐纳击穿。当4V＜VZ

＜7V时，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。第75页，课件共89页，创作于2023年2月稳压二极管参数

(4)最大耗散功率

PZM

——稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时PN结的功率损耗为

PZ=VZIZ，由

PZM和VZ可以决定IZmax。

(5)最大稳定工作电流

IZmax和最小稳定工作电流IZmin——稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即PZmax=VZIZmax。而Izmin对应VZmin。若IZ＜IZmin则不能稳压。第76页，课件共89页，创作于2023年2月2.4.2稳压管应用 稳压管正常工作的两个条件：a.

必须工作在反向击穿状态（利用其正向特性除外）；b.流过管子的电流必须介于稳定电流和最大电流之间。典型应用如图所示：当输入电压vi和负载电阻RL在一定范围内变化时，流过稳压管的电流发生变化，而稳压管两端的电压Vz变化很小，即输出电压vo基本稳定。问题：不加R可以吗？稳压条件是什么？

电阻R的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。第77页，课件共89页，创作于2023年2月