电工电子技术课件 5-2半导体及二极管（续）

5.2半导体二极管一、二极管结构和分类第五章半导体器件二极管是由PN结加上相应的电极引线和管壳做成的。P区引出的电极称为正极（阳极），N区引出的电极称为负极（阴极）。由P区引出的引线，称为正极(亦称阳极)；由N区引出的引线，称为负极(亦称阴极)，二极管的符号如图所示。

二极管的种类很多，1、按照结构分，二极管有点接触型和面接触型两类，点接触型适用于高频和小功率工作，一般用于检波或脉冲电路，面接触型一般用作整流；2、按照制造材料分，有硅二极管和锗二极管；3、按照用途分，主要有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管等。5.2半导体二极管二、二极管伏安特性第五章半导体器件二极管两端所加电压与流过它的电流之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。死区电压：硅：0.5V，锗：0.2V导通压降:

硅管0.6V,锗管0.3V。当反向电压超过某一特定值，反向电流急剧增大，二极管失去单向导电性，会反向击穿。图32CP10硅二极管的伏安特性5.2半导体二极管三、二极管的主要参数第五章半导体器件1、最大正向电流IF是指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。使用时通过二极管的平均电流不能大于这个值，否则将导致二极管损坏。2、最大反向工作电压URM

是指正常工作时，二极管所能承受的反向电压的最大值。一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子安全运行。3、最高工作率fM是指晶体二极管能保持良好工作性能条件下的最高工作频率4、反向饱和电流IS是指二极管未击穿时流过二极管的最大反向电流。反向饱和电流越小，管子的单向导电性能越好。5.2半导体二极管四、二极管应用第五章半导体器件1.

整流图4整流电路2.限幅利用二极管的单向导电性可对输出信号起限幅作用。下例举例说明二极管限幅作用。例：如右图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，画出uo波形。5.2半导体二极管第五章半导体器件四、二极管应用3.钳位图4钳位电路图5与门电路4.逻辑门电路5.2半导体二极管第五章半导体器件五、特殊二极管1.稳压二极管

稳压二极管及应用电路稳压管是一种特殊的二极管,它工作于反向击穿区。特点：电流变化大，电压变化小，利用这种特性在电路中与适当的电阻配合就能起到稳定电压的作用。（1）

稳压原理

稳压管：１）加正向电压时同二极管；２）加反向电压时使其击穿后稳压

１）稳定电压UZ正常工作下，稳压管两端电压。同一型号的稳压管分散性较大。（2）稳压管参数5.2半导体二极管第五章半导体器件五、特殊二极管1.稳压二极管

（2）稳压管参数２）稳定电流IZ正常工作下的参考电流大小由限流电阻决定。３）动态电阻rZrZ=△U/△I；

rZ越小，稳压效果越好。例：如图，已知UZ=10V，负载电压UL（A

）

（Ａ）5Ｖ（Ｂ）10Ｖ

（Ｃ）15Ｖ

（Ｄ）20ＶVS20V15KΩ5KΩUL

稳压管的工作条件（１）必须工作在反向击穿状态（２）电路中应有限流电阻，以保证反向电流不超过允许范围。5.2半导体二极管第五章半导体器件五、特殊二极管2.发光二极管发光二极管发光二极管是一种能把电能转换成光能的特殊器件。这种二极管不仅具有普通二极管的正、反向特性，而且当给管子施加正向偏压时，管子还会发出可见光和不可见光。目前应用的有红、黄、绿、蓝、紫等颜色的发光二极管。此外，还有变色发光二极管，即当通过二极管的电流改变时，发光颜色也随之改变。发光二极管常用来作为显示器件，除单个使用外，也常做成七段式或矩阵式器件。发光二极管的另一个重要的用途是将电信号变为光信号，通过光缆传输，然后再用光电二极管接收，再现电信号。5.2半导体二极管第五章半导体器件五、特殊二极管3.光电二极管

光电二极管变容二极管光电二极管的结构与普通二极管的结构基本相同，只是在它的ＰＮ结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。光电二极管的ＰＮ结在反向偏置状态下运行，其反向电流随光照强度的增加而上升。光电二极管的主要特点是其反向电流与光照度成正比。4.

光电耦合器件5.变容二极管光电耦合器件例题1：求VDD=10V时，二极管的电流ID、电压VD

值。解：1.理想模型正向偏置时：管压降为0，电阻也为0。反向偏置时：电流为0，电阻为∞。2.恒压降模型当二极管导通后，其管压降认为是恒定的，且不随电流变化，典型值0.7V。第五章半导体器件例题2:电路如图所示，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。正半周将二极管看成短路负半周将二极管看成开路二极管半波整流uiuott第五章半导体器件例题3:

Vi=6sinωtV时，输出v0的波形。解:Vi=6sinωtV（理想模型）3Vvit06V限幅电路第五章半导体器件练习1:电路如图所示，分析ui大于或者小于多少伏二极管才有可能导通？设：二极管导通电压为0.7V。解：二极管的负极电压为+5V。二极管导通的条件是正偏。且二极管正端电压UP大于二极管负端电压UN的0.7V。由此可知：UD+5V=0.7+5V=5.7V因此当ui大于5.7V后二极管才可能导通练习2: