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1、2.3 半导体二极管,2.3.1 半导体二极管的结构,2.3.2 二极管的伏安特性,2.3.3 二极管的参数,实物图片,2.3.1 半导体二极管的结构,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。,(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。,(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,(b)面接触型,(4) 二极管的代表符号,PN结面积大，用于工 频大电流整流电路。,2.3.2 二极管的伏安特性,二极管的伏安特性曲线可用下式表示,正向

2、特性,反向特性,反向击穿特性,1、正向特性,硅二极管的死区电压Vth=0.5 V左右 锗二极管的死区电压Vth=0.1 V左右,当0VDVth时，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压。,当VD0时，即处于正向特性区域。 正向区又分为两段：,当VDVth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。,2、反向特性,当VD0时，即处于反向特性区域。 反向区也分两个区域：,当VBRVD0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流称反向饱和电流IS 。但反向电流随温度上升而急剧增长。,在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向饱和电流很小；锗二极管的反向饱和电流较

3、大。,3、反向击穿特性,当VDVBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压 。,硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑。,注：VD0 ，VBR也为负值。,伏安特性,ID,死区电压: 硅管0.5V,锗管0.1V。,导通压降: 硅管0.7V,锗管0.3V。,反向击穿电压VBR,0,反向饱和电流IS,2.3.3 二极管的参数,1. 最大整流电流IF,2. 反向击穿电压VBR和最高反向工作电压VRM,3. 反向电流IR,4. 正向压降VF,5. 极间电容,二极管长期使用时，允许通过二极管的最大正向平均电流。,二极管的两极之间有电容效应，此电容由两部分组成

4、：势垒电容CB和扩散电容CD。,允许加在二极管上的反向电压最大值，约为VBR的一半。,二极管的极间电容,(1) 势垒电容CB,势垒电容示意图,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。,(1) 势垒电容CB,当外加正向电压V时，势垒电容“充电”，耗尽层厚度，势垒电容CB。 当外加电压V（变负）时，势垒电容“放电”，耗尽层厚度，势垒电容CB 。,二极管的极间电容,高频时CB影响大,(2) 扩散电容CD,扩散电容示意图,扩散电容是由多子（P区空穴和N区电子）的相互扩散中，在PN结的另一侧面积累而形成的。 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，这就相当于电容的充放电过程。,电压升高，积累在交界面处的电子和空穴的数目增加，故CD增大；反之亦然。,二极管的极间电容,PN结的高频等效电路：,二极管的极间电容,r 结电阻,半