模电-二极管及其基本电路课件.ppt

1、电子技术基础 A（模拟部分）2/105半导体基本知识半导体基本知识3.1PN结形成及特性结形成及特性3.2半导体二极管特性半导体二极管特性3.3二极管电路分析方法二极管电路分析方法3.4特殊二极管特殊二极管3.53/1053.1.1.半导体材料半导体材料3.1.2.半导体的共价键结构半导体的共价键结构3.1.3.本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体、空穴及其导电作用3.1.4.杂质半导体杂质半导体4/1053.1.1 半导体材料半导体材料导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属，金属一般都是导体。一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为

2、有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。5/1053.1.1 半导体材料半导体材料半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些

3、杂质，会使往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。它的导电能力明显改变。6/1053.1.2 半导体的共价键结构半导体的共价键结构通过一定的工艺过程，可以将半导体制成通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体晶体。现代电子学中，用得最多的半导体是硅和锗，它现代电子学中，用得最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。们的最外层电子（价电子）都是四个。本征半导体：本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体。GeSi7/1053.1.2 半导体的共价键结构半导体的共价键结构硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，硅和锗晶体中，原

4、子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。硅和锗的晶硅和锗的晶体体3D结构：结构：8/1053.1.2 半导体的共价键结构半导体的共价键结构+4+4+4+4共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4表示除表示除去价电子去价电子后的原子后的原子9/1053.1.2 半导体的共价键结构半导体的共价键结构共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，

5、称为束束缚电子缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电自由电子子，因此本征半导体中的自由电子很少，故本征半导，因此本征半导体中的自由电子很少，故本征半导体的导电能力很弱。体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定最外层电子是八个，构成稳定结构。结构。共价键有很强的结合力，使共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+410/105在绝对在绝对0 度度（T=0K）和没有外界激发时和没有外界激发时,价电子价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动完全被共价键束

6、缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即的带电粒子（即载流子载流子），它的导电能力为），它的导电能力为 0，相，相当于绝缘体。当于绝缘体。3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体、空穴及其导电作用常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子自由电子，同时共，同时共价键上留下一个空位，称为价键上留下一个空位，称为空穴空穴。1.载流子、自由电子和空穴载流子、自由电子和空穴11/1053.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体、空穴及其导电作用1.载流子、自由电子和空穴载流子

7、、自由电子和空穴自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子+4+4+4+412/105+4+4+4+43.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体、空穴及其导电作用2.本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空移动，因此可以认为空穴是载流子。穴是载流子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子自由电子和和空穴空穴。13/1053.

8、1.3 本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体、空穴及其导电作用2.本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理温度越高，载流子浓度越高，本征半导体的导温度越高，载流子浓度越高，本征半导体的导电能力越强。温度是影响半导体性能的一个重电能力越强。温度是影响半导体性能的一个重要外部因素，这是半导体的一大特点。要外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：本征半导体中电流由两部分组成：1.自由电子移动产生的电流。自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。空穴移动产生的电流。14/105在本征半导体中掺

9、入某些微量杂质，就会使半导在本征半导体中掺入某些微量杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。的某种载流子浓度大大增加。3.1.4 杂质半导体杂质半导体P 型半导体：型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为称为“空穴半导体空穴半导体”。N 型半导体：型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为也称为“电子半导体电子半导体”。15/1053.1.4 杂质半导体杂质半导体1.N 型半导体型半导体在硅或锗晶体中，掺入少量五价元素磷或锑，

10、晶在硅或锗晶体中，掺入少量五价元素磷或锑，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必多出一个电子，该电子几乎不受子形成共价键，必多出一个电子，该电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为一个电子，称为施主原子施主原子。16/1053.1.4 杂质半导体杂质半导体1.N 型半导体型半导体多

11、余电子多余电子磷原子磷原子A.A.由施主原子提供电子，由施主原子提供电子，浓度与施主原子相同浓度与施主原子相同B.B.本征半导体中成对产本征半导体中成对产生的电子和空穴。生的电子和空穴。掺杂浓度掺杂浓度本征半导体中载流子浓度，故自由电本征半导体中载流子浓度，故自由电子浓度子浓度空穴浓度。自由电子称空穴浓度。自由电子称多数载流子多数载流子（多多子子），空穴称），空穴称少数载流子少数载流子（少子少子）。）。N-SC多子、少子是？多子、少子是？+4+4+5+417/1053.1.4 杂质半导体杂质半导体2.P 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量三价元素，如硼或铟，在硅或锗晶体中掺入少量三价元素，

12、如硼或铟，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。该空穴可能吸引束缚电共价键时，产生一个空穴。该空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，故称子。由于硼原子接受电子，故称受主原子受主原子。18/1053.1.4 杂质半导体杂质半导体2.P 型半导体型半导体空穴空穴硼原子硼原子A.A.由受主原子提供空穴，由受主原子提供空穴，浓度与受主原子相同浓度与受主

13、原子相同B.B.本征半导体中成对产本征半导体中成对产生的电子和空穴。生的电子和空穴。掺杂浓度掺杂浓度本征半导体中载流子浓度，故空穴浓本征半导体中载流子浓度，故空穴浓度度自由电子浓度。空穴称自由电子浓度。空穴称多数载流子多数载流子（多子多子），），自由电子称自由电子称少数载流子少数载流子（少子少子）。）。P-SC多子、少子是？多子、少子是？+4+4+3+419/1053.1.4 杂质半导体杂质半导体杂质杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是于数量的关系，起导电作用的主要是多子多子。近似认为。近似认为多子与杂质浓度相

14、等。多子与杂质浓度相等。3.杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法P 型半导体型半导体N 型半导体型半导体20/1053.2.1 载流子的漂移与扩散载流子的漂移与扩散 3.2.2 PN结的形成结的形成3.2.3 PN结结的单向导电性的单向导电性 3.2.4 PN结的反向击穿结的反向击穿 3.2.5 PN结的电容效应结的电容效应21/105 3.2.1 载流子的漂移与扩散载流子的漂移与扩散1.漂移漂移 由于热能激发，半导体（由于热能激发，半导体（SC）内的载流子将做随）内的载流子将做随机的无定向运动，但任意方向的平均速度为机的无定向运动，但任意方向的平均速度为0，故无，故无电流存在。电流存

15、在。当当SC外加电场，电子则逆电场移动，空穴则顺电外加电场，电子则逆电场移动，空穴则顺电场移动，形成电流。场移动，形成电流。电场作用下导致载流子运动称为电场作用下导致载流子运动称为“漂移漂移”。Si 材料中，电子运动的速度约为空穴运动速度的材料中，电子运动的速度约为空穴运动速度的3倍，倍，电子导电器件优于空穴导电器件电子导电器件优于空穴导电器件。22/105 3.2.1 载流子的漂移与扩散载流子的漂移与扩散2.扩散扩散 基于载流子浓度差异和随机热运动的速度，载流基于载流子浓度差异和随机热运动的速度，载流子由高浓度区域向低浓度区域运动，称为子由高浓度区域向低浓度区域运动，称为“扩散扩散”，从而形

16、成扩散电流。若无外来超量载流子的注入或从而形成扩散电流。若无外来超量载流子的注入或电场的作用，载流子浓度最终趋于均匀直至扩散电电场的作用，载流子浓度最终趋于均匀直至扩散电流为流为0。23/105 3.2.2 PN 结的形成结的形成在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造 P 型半导体型半导体和和 N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了界面处就形成了PN 结。结。24/105 3.2.2 PN 结的形成结的形成P型半导体型半导体N型半导体型半导体扩散运动扩散运动内电场内电场E漂移运动漂移运动扩散的结果是使空间扩散的结果是

17、使空间电荷区逐渐加宽，空电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。间电荷区越宽。内电场越强，就使漂内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。使空间电荷区变薄。空间电荷区，空间电荷区，也称耗尽层。也称耗尽层。25/105 3.2.2 PN 结的形成结的形成P型半导体型半导体N型半导体型半导体扩散运动扩散运动内电场内电场E漂移运动漂移运动扩散扩散和和漂移漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变两个区之间没电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变26/105 3.2.2 PN 结的形成结的形成空间电荷区空

18、间电荷区N型区型区P型区型区电位电位VV027/105 3.2.2 PN 结的形成结的形成1.1.空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中没有载流子。2.2.空间电荷区中内电场阻碍空间电荷区中内电场阻碍 P 中的空穴、中的空穴、N 区区中中的电子（的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散运动扩散运动）3.3.P 区中的电子和区中的电子和 N 区中的空穴（区中的空穴（都是少子都是少子），），数量有限，因此由它们形成的电流很小。数量有限，因此由它们形成的电流很小。注意注意:28/1050.偏置的概念偏置的概念 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性PN 结结加上正向电压加上正向

19、电压、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是：P 区区加正、加正、N 区加负电压。区加负电压。PN 结结加上反向电压加上反向电压、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是：P 区区加负、加负、N 区加正电压。区加正电压。29/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性1.PN 结正向偏置结正向偏置RE内电场内电场外电场外电场变薄变薄内电场被削弱，内电场被削弱，多子的扩散加强多子的扩散加强并能够形成较大并能够形成较大的扩散电流。的扩散电流。30/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性1.PN 结正向偏置结正向偏置PN结正偏时的导电情况结正偏时的导电情况 低电阻低电阻 大的

20、正向扩散电流大的正向扩散电流PN结的正偏伏安特性结的正偏伏安特性iD/mAUD/VO1.00.50.5 1.031/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性2.PN 结反向偏置结反向偏置 变厚变厚内电场内电场外电场外电场内电场被加强，多子扩散内电场被加强，多子扩散受抑制。少子漂移加强，受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形但少子数量有限，只能形成较小反向电流。成较小反向电流。RE32/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性2.PN 结反向偏置结反向偏置 高电阻高电阻 很小的反向漂移电流很小的反向漂移电流PN结反偏时的导电情况结反偏时的导电情况iD/mAUD/

21、VO1.00.50.5 1.01.0DSiI 33/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性2.PN 结反向偏置结反向偏置 高电阻高电阻 很小的反向漂移电流很小的反向漂移电流PN结反偏时的导电情况结反偏时的导电情况iD/mAUD/VO1.00.50.5 1.01.0DSiI 在一定温度条件下，由本征激发决定的少子浓度在一定温度条件下，由本征激发决定的少子浓度为一定，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本为一定，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，此电流也称上与所加反向电压的大小无关，此电流也称反向反向饱和电流饱和电流。34/105 3.2.3 PN 结的单向

22、导电性结的单向导电性2.PN 结正、反向偏置总结结正、反向偏置总结PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向向扩散扩散电流；电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向向漂移漂移电流。电流。由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。35/105 3.2.3 PN 结的单向导电性结的单向导电性3.PN 结结V-I 特性表达式特性表达式其中：其中：DT/DS(1)vViIeIS：反向饱和电流：反向饱和电流VT：温度的电压当量：温度的电压当量在常温下（在常温下（T=300K）

23、T0.026V=26 mVkTVqiD/mAvD/VO1.00.50.5 1.01.0DSiI 36/105 3.2.4 PN 结的反向击穿结的反向击穿 当当PN结的反向电压增加到一定结的反向电压增加到一定值时，反向电流突然快增，此现象值时，反向电流突然快增，此现象称称 PN 结的结的反向击穿。反向击穿。热击穿热击穿 不可逆不可逆雪崩击穿雪崩击穿齐纳击穿齐纳击穿 电击穿电击穿可逆可逆iD/mAUD/VO1.00.50.5 1.0BRV37/105 3.2.5 PN 结的电容效应结的电容效应1.势垒电容势垒电容CB形成机理：形成机理：势垒区指积累空间电荷区域，当电压变化势垒区指积累空间电荷区域，

24、当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷变化（厚薄时，就会引起积累在势垒区的空间电荷变化（厚薄等）等），此所表现出的电容是，此所表现出的电容是势垒电容势垒电容。势垒电容示意图势垒电容示意图PNE-+PN“介质介质”“导体导体”“导体导体”可做变容二极管！可做变容二极管！38/105 3.2.5 PN 结的电容效应结的电容效应2.扩散电容扩散电容CD 为形成正向电流（扩散为形成正向电流（扩散电流），注入电流），注入 P 区的少子区的少子/电子在电子在 P 区有浓度差，区有浓度差，越近越近PN结浓度越大，即在结浓度越大，即在P 区有电子积累。同理，区有电子积累。同理，在在 N 区有空穴积累。正

25、向区有空穴积累。正向电流大则积累电荷多。这电流大则积累电荷多。这样产生的电容即扩散为样产生的电容即扩散为CDERP N扩散电容示意图扩散电容示意图xpnnp39/105 3.2.5 PN 结的电容效应结的电容效应3.等效电路等效电路势垒电容势垒电容CB在正偏和反偏时均不能忽略。在正偏和反偏时均不能忽略。PN结反偏时，由于载流子数目很少，扩散电容结反偏时，由于载流子数目很少，扩散电容CD可可忽略，总等效电容以忽略，总等效电容以势垒电容势垒电容CB为主；为主；PN结正偏时，载流子数目多，扩散电容结正偏时，载流子数目多，扩散电容CD远大于远大于势势垒电容垒电容CB，此时，此时，总等效电容以总等效电容

26、以势垒电容势垒电容CD为主；为主；PN结高频小信号时的等效电路：结高频小信号时的等效电路：势垒电容和扩散势垒电容和扩散电容的综合效应电容的综合效应Crd40/1053.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构 3.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性 3.3.3 二极管的参数二极管的参数41/105 在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型点接触型、面接触型和平面型三三大类。大类。3.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构42/105 在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极结

27、上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平面型面型三大类。三大类。3.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构43/1051.点接触型二极管点接触型二极管3.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构PN结面积小，结电结面积小，结电容小，用于检波和容小，用于检波和变频等高频电路。变频等高频电路。2.面接触型二极管面接触型二极管PN结面积大，结面积大，结电结电容大，容大，用于工频大用于工频大电流整流电路。电流整流电路。金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳铝合金小球铝合金小球N型硅型硅

28、阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线44/1053.平面型二极管平面型二极管3.3.1 半导体二极管的结构半导体二极管的结构常用于集成电路制造艺中。常用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。高频整流和开关电路中。4.二极管代表符号二极管代表符号PN阴极阴极引线引线阳极阳极引线引线PNP P型支持衬底型支持衬底45/1053.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性V-I 特性曲线可表示为：特性曲线可表示为：DT/DS(1)vViIe硅二极管硅二极管2CP10的的V-I 特性特性DRDiBRV DmAiDVv20104

29、0O0.8DAi4020thV死区死区反向击反向击穿特性穿特性反向反向特性特性正向正向特性特性46/1053.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性V-I 特性曲线可表示为：特性曲线可表示为：DT/DS(1)vViIe锗二极管锗二极管2AP15的的V-I 特性特性DRDi DmAiDVv2010O0.8DAi40206047/1051.最大整流电流最大整流电流 IF3.3.3 二极管的参数二极管的参数2.反向击穿电压反向击穿电压VBR和最大反向工作电压和最大反向工作电压VRM3.反向电流反向电流 IR4.正向压降正向压降VF5.极间电容极间电容CBCBrd48/1053.4.1 二极管二极管

30、V-I 特性的建模特性的建模 3.4.2 应用举例应用举例49/1053.4.1 V-I 特性的建模特性的建模1.理想模型理想模型2.恒压降模型恒压降模型3.折线模型折线模型 DiDvODvDiDiDvODvDiDiDvODrDvDi50/1053.4.1 V-I 特性的建模特性的建模4.小信号模型小信号模型 D工作在正向特性某一小范围时，如图：工作在正向特性某一小范围时，如图：DRDiDDVDv+svDiDvOQQQ51/1053.4.1 V-I 特性的建模特性的建模4.小信号模型小信号模型 D工作在正向特性某一小范围时，其工作在正向特性某一小范围时，其正向特性可等效成一个微变电阻，即：正向

31、特性可等效成一个微变电阻，即：DDdivrDT/DS(1)vViI e根据根据，得，得Q点微变：点微变：D/SDDdQQDTvVTTIdiIgedvVVddTD1rgVI则则常温下（常温下（T=300K）TdDD26(mV)(mA)VrII电导：电导：DvDidrDiDvOQDiDv52/105 3.4.2 应用举例应用举例1.静态工作情况分析静态工作情况分析硅硅D典型值典型值V 0D VmA 1/DDD RVI理想模型理想模型恒压模型恒压模型mA 93.0/)(DDDD RVVIV 7.0D V折线模型折线模型V 5.0th VmA 931.0DthDDD rRVVI k 2.0Dr设设V

32、69.0DDthD rIVV硅硅D典型值典型值DRDi10kDD10VVDvDvDithVDrDDVDvDiDVDDVDvDiDDV53/1053.4.2 应用举例应用举例2.限幅电路限幅电路例例3.4.4 OvthVDrIvRrefVDOvIvRrefVD(1)vI(Vth+Vref)=3.5VOvIvRrefV(2)vI(Vth+Vref)=3.5VOvthVDrIvRrefVDIthrefthrefDD()rRvVVVVRrRrIvtIvOv3.554/105 3.4.2 应用举例应用举例2.限幅电路限幅电路例例3.4.4 OvthVDrIvRrefVDOvIvRrefVD(1)vI(V

33、th+Vref)=3.5VOvIvRrefV(2)vI(Vth+Vref)=3.5VOvthVDrIvRrefV O/V O/V t t 斜率斜率斜率斜率0.17rDrD+RVREF+Vth=3.5 V I/V(c)(d)55/1053.4.2 应用举例应用举例3.整流电路：整流电路：半波整流半波整流二极管：二极管：死区电压死区电压=0.5V，正向压降，正向压降0.7V(硅硅D)理想二极管：理想二极管：死区电压死区电压=0V，正向压降，正向压降=0V ivLRovtivtov56/1053.4.2 应用举例应用举例4.脉冲电路：脉冲电路：ivLRovRRvtivRvtovt57/105 光电二

34、极管 发光二极管3.5.1 稳压二极管稳压二极管3.5.2 变容二极管变容二极管3.5.3 光电子器件光电子器件 激光二极管58/1053.5.1 稳压二极管稳压二极管1.符号及稳压特性符号及稳压特性利用二极管反向击穿利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在二极管稳压时工作在反向电击穿状态。反向电击穿状态。IZIZmax UZ IZUIUZ+动态电阻：动态电阻：ZZZIUr rz越小，稳压性能越好！越小，稳压性能越好！越陡电压越稳定越陡电压越稳定稳压误差稳压误差59/1053.5.1 稳压二极管稳压二极管2.主要参数主要参数真加法器（反相）(1)稳定电压稳定电压

35、VZ(2)动态电阻动态电阻 rZ在规定的稳压管反向工作在规定的稳压管反向工作电流电流 IZ下，所对应的反向下，所对应的反向工作电压。工作电压。=VZ/IZ(3)最大耗散功率最大耗散功率 PZM(4)最大稳定工作电流最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流和最小稳定工作电流 IZmin(5)稳定电压温度系数稳定电压温度系数 VZ mAiVv640.8842ZIZVZVZmaxIZminI60/1053.5.1 稳压二极管稳压二极管3.稳压特性稳压特性真加法器（反相）正常稳压时正常稳压时 vO=VZ#稳压条件是什么？稳压条件是什么？IZmin IZ IZmax#不加不加 R 可以吗？可以吗

36、？#上述电路上述电路VI为正弦波，幅值大于为正弦波，幅值大于VZ，VO的波形怎样？的波形怎样？ivLRovRZVZDRiOiZi mAiVv640.8842ZIZVZVZmaxIZminI61/1053.5.3 光电子器件光电子器件1.光电二极管光电二极管真加法器（反相）反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加照度增加62/1053.5.3 光电子器件光电子器件2.发光二极管发光二极管LED当有正向电流流过时，当有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，发出一定波长范围的光，目前发光管可发出从红外目前发光管可发出从红外到可见波段的光，它的电到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。特性与一般二极管类似。真加法器（反相）63/105 本章小结本章小结 二极管具有单向导电特性，符号D，常作整流元件 D有三种模型：理想D、恒压源D、恒压源+电阻D 恒压源D：硅D正压降0.7V，反击穿压降随工艺而异 恒压源+电阻D：恒压源D模型+动态电阻 理想D：正向压降0V，反向压降无穷大 D动态电阻：偏置点斜率，小信号的电压：电流 稳压D：利用D反向击穿特性稳压，工作电流有要求 光敏D常用于光电型的检测，LED常用于照明 End of 3！祝您成功！祝您成功！