电子技术基础课件-非线性元件.ppt

1、第一章第一章 第二部分第二部分 非线性元件非线性元件 半导体二极管和三极管1。二极管部分：从二极管的主要用途出发了解其单向导电的机理，在电子电路中它主要用作开关，由此弄清为何它能单向导电？为使其有良好的开关作用，应具备何种工作条件？结合它的外特性去理解。2。稳压管部分：从稳压管的主要作用是稳压这点出发了解其性能特点，并结合其外特性了解应具备何种工作条件才能使其稳压？3。三极管部分：模拟电路中三极管的主要作用是放大，数字电路中三极管的主要作用是开关，由此了解为何能放大？结合其外特性了解应具备哪些条件才能使其放大？划时代的发明划时代的发明半导体电子学半导体电子学50年年 作者：谢友作者：谢友 ht

2、tp:/ 今天今天,听广播、看电视已成为人们日听广播、看电视已成为人们日常生活中最普通的事。个人计算机正常生活中最普通的事。个人计算机正在进入寻常百姓家。人们在享用现代在进入寻常百姓家。人们在享用现代科技成果时，未必都能想到，就在身科技成果时，未必都能想到，就在身边的收音机、电视机、计算机里，曾边的收音机、电视机、计算机里，曾经发生过几次翻天覆地的大革命。经发生过几次翻天覆地的大革命。第一次大革命发生在第一次大革命发生在1906年。那一年，美国年。那一年，美国人德福雷斯特发明了真空三极管。由这种真空三人德福雷斯特发明了真空三极管。由这种真空三极管和其他一些元件（电阻、电容、电感等）组极管和其他

3、一些元件（电阻、电容、电感等）组成放大电路，可以把收音机接收的信号放大十倍、成放大电路，可以把收音机接收的信号放大十倍、百倍乃至千倍。这样，收音机就能收到更远的电百倍乃至千倍。这样，收音机就能收到更远的电台，而且音量更大、音质更好。真空三极管是靠台，而且音量更大、音质更好。真空三极管是靠在真空中运动的电子来实现在真空中运动的电子来实现放大的，所以人们也把它称为电子管。放大的，所以人们也把它称为电子管。真空管体积大、耗电多，发热量也大，寿命真空管体积大、耗电多，发热量也大，寿命又不够长，缺点不少。到了又不够长，缺点不少。到了20世纪世纪40年代，人们年代，人们想把收音机和其他电子设备做得小巧些，

4、寿命更想把收音机和其他电子设备做得小巧些，寿命更长、可靠性更高些，用真空管很难办到。于是，长、可靠性更高些，用真空管很难办到。于是，电子学领域里的第二次革命爆发了。电子学领域里的第二次革命爆发了。晶体管革命晶体管革命 在在20世纪世纪30年代，美国的贝尔实验室里有年代，美国的贝尔实验室里有3位值位值得注意的人物：得注意的人物：研究部主任默文研究部主任默文凯利、研究人员布拉顿和肖凯利、研究人员布拉顿和肖克利。克利。凯利是一位富有创见的科技管理者，凯利是一位富有创见的科技管理者，早早在在30年代中期，他已经意识到用于电话交换机的年代中期，他已经意识到用于电话交换机的机电继电器动作速度太慢，如不淘汰

5、势必影响电机电继电器动作速度太慢，如不淘汰势必影响电话技术的进步。话技术的进步。1936年，凯利明确地向肖克利表年，凯利明确地向肖克利表示，示，为了适应通信业务的增长，电话的机械交换为了适应通信业务的增长，电话的机械交换必将被电子交换取代。真空管又存在许多致命的必将被电子交换取代。真空管又存在许多致命的弱点，寻求建立在新材料、新原理基础上的新型弱点，寻求建立在新材料、新原理基础上的新型电子器件便成了当务之急。电子器件便成了当务之急。1956年年12月月10日，肖克利、巴丁、布拉顿经过日，肖克利、巴丁、布拉顿经过20年年的努力终于攻克了这一难题，研制出晶体管。为此的努力终于攻克了这一难题，研制出

6、晶体管。为此他们从瑞典国王手中接过了诺贝尔物理奖的证书。他们从瑞典国王手中接过了诺贝尔物理奖的证书。他们为人类奉献的，不仅是一项伟大的技术发明，他们为人类奉献的，不仅是一项伟大的技术发明，而且是半导体物理学的划时代的新发现。而且是半导体物理学的划时代的新发现。晶体管的发明是电子学领域的一场革命。晶体管的发明是电子学领域的一场革命。与电子管相比，晶体管体积仅为与电子管相比，晶体管体积仅为1/100，耗电量也仅为耗电量也仅为1/100，而寿命却要长，而寿命却要长100倍。倍。晶体管以咄咄逼晶体管以咄咄逼“人人”之势占领了原被电子管占领之势占领了原被电子管占领的舞台，到的舞台，到50年代末，采用晶体

7、管的收音机、电视年代末，采用晶体管的收音机、电视机已比比皆是了。机已比比皆是了。到到50年代末，人们越来越强烈地感到，年代末，人们越来越强烈地感到，一个个互相独立的元件、器件的小型化之路，一个个互相独立的元件、器件的小型化之路，将走到尽头。这是因为，将走到尽头。这是因为，一个复杂的电路，里面有大量的元器件，一个复杂的电路，里面有大量的元器件，这些这些“零件零件”之间要用导线连接起来。之间要用导线连接起来。大量的导线也限制了电路体积的缩小。大量的导线也限制了电路体积的缩小。在科学技术发展的关键时刻，在科学技术发展的关键时刻，往往需要富有想象力的科学家创造全新的观念。往往需要富有想象力的科学家创造

8、全新的观念。1958年，就出现了两位这样的人物：年，就出现了两位这样的人物：基尔比和诺伊斯。基尔比和诺伊斯。1958年年9月月12日，基尔比的第一个集成电路实验日，基尔比的第一个集成电路实验获得成功。在这一年里，获得成功。在这一年里，美国仙童公司的美国仙童公司的RN诺伊斯也诺伊斯也研制出第一块集成电路片。研制出第一块集成电路片。到今天，集成电路已走过到今天，集成电路已走过40多年的历程。多年的历程。在这在这40多年中，集成电路发生了巨大的变化。多年中，集成电路发生了巨大的变化。先说说在一个芯片上能集成多少个器件。先说说在一个芯片上能集成多少个器件。1958年，集成电路诞生时，那个芯片上只有年，

9、集成电路诞生时，那个芯片上只有5个元个元器件；器件；1971年发明的微处理器，年发明的微处理器，上面集成了上面集成了2，300个器件；个器件；1989年英特尔公司年英特尔公司80486芯片，芯片，集成了集成了120万个晶体管；万个晶体管；今天，一个高性能的微处理器上有今天，一个高性能的微处理器上有1，000万个器件。万个器件。1998年年3月，英特尔公司宣布的数字令人吃惊：月，英特尔公司宣布的数字令人吃惊：它在一个硅芯片上集成了它在一个硅芯片上集成了7.2亿个晶体管。亿个晶体管。再看集成电路里半导体器件的尺寸：再看集成电路里半导体器件的尺寸：1959年大约是年大约是100微米，微米，到到196

10、1年下降到年下降到25微米。微米。1984年研制的年研制的1兆位半导体存储器兆位半导体存储器，线宽大约，线宽大约1微米；微米；1990年的年的64兆位半导体存储器，兆位半导体存储器，线宽降至线宽降至0.3微米。人们预期，微米。人们预期，到到2000年，半导体存储器容量可达年，半导体存储器容量可达1，024兆位，兆位，那时，线宽就仅有那时，线宽就仅有0.1微米了。微米了。0.1微米约为一般原子尺度的微米约为一般原子尺度的100倍，倍，集成电路与分子电路已经很接近。集成电路与分子电路已经很接近。此外，芯片的进步还表现在运算速度上。此外，芯片的进步还表现在运算速度上。时钟频率决定着芯片完成一次运算的

11、速度。时钟频率决定着芯片完成一次运算的速度。目前，高性能微处理器运算速度高达每秒近目前，高性能微处理器运算速度高达每秒近10亿次。亿次。导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体导体：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

12、化物等。和一些硫化物、氧化物等。1.4.1半导体的基本知识半导体的基本知识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。本征半导体本征半导体一、本征半导体的结构特点一、本征半导体的结构特点GeSi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，用的最

13、多的半导体是硅和锗，它们现代电子学中，用的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。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。在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成在硅和锗晶体中，原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，晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子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与其相临的原子之间形成共价键共价键，共用一对价，共用一对价电子。电子。硅和锗的晶硅和锗的晶体结构：体结构：硅和锗的共价键结

14、构硅和锗的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4+4+4+4+4表示除表示除去价电子去价电子后的原子后的原子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，称为束缚电子束缚电子，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自由电子由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规共价键有很强的结合力，

15、使原子规则排列，形成晶体。则排列，形成晶体。+4+4+4+4二、本征半导体的导电机理二、本征半导体的导电机理在绝对在绝对0度度（T=0K）和没有外界激发时和没有外界激发时,价价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即可以运动的带电粒子（即载流子载流子），它的导电），它的导电能力为能力为 0，相当于绝缘体。，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子获在常温下，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，成为得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由自由电子电子，同时共价键上留下一个空位，称为，同时共价键上留下一个空

16、位，称为空穴空穴。1.1.载流子、自由电子和空穴载流子、自由电子和空穴+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子2.本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4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空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流可以认为空穴是载流子。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。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半温度越

17、高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。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。杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺使半导体的导电性能发生显著

18、变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。杂半导体的某种载流子浓度大大增加。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（空穴半导体）。称为（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（电子半导体）。也称为（电子半导体）。一、一、N 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被（或锑），晶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，杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中

19、四个与相邻的半导体原子形成共价键，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，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，称为子给出一个电子，称为施主原子施主原子。+4+4+5+4多余多余电子电子磷原子磷原子N 型半导体中型半导体中的载流子是什的载流子是什么？么？1 1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。2 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。、

20、本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流多数载流子子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。二、二、P 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质（或铟），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共价键时，半导体原子

21、形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为原子接受电子，所以称为受主原子受主原子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子P 型半导体中空穴是多子，电子是少子型半导体中空穴是多子，电子是少子。三、杂质半导体的示意表示法三、杂质半导体的示意表示法P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体杂质杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。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多子但由于数量的关系，起

22、导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。近似认为多子与杂质浓度相等。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 型半导型半导体和体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了交界面处就形成了PN 结。结。1.4.2 PN结及半导体二极管结及半导体二极管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电扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。荷区越宽。内电场越强，就使漂移内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空运

23、动越强，而漂移使空间电荷区变薄。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。漂移运动漂移运动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所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。度固定不变。+空间空间电荷电荷区区N型区型区P型区型区电位电位VV01 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 P中的空穴、中的空穴、N区区 中的电子（中的电子（

24、都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散扩散运动运动）。）。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（都是少都是少），），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: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。+RE一、一、PN 结正向偏置结正向偏置内电场内电场外电场外电场变薄变薄PN+_内电场被

25、削弱，多子内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成的扩散加强能够形成较大的扩散电流。较大的扩散电流。二、二、PN 结反向偏置结反向偏置+内电场内电场外电场外电场变厚变厚NP+_内电场被被加强，多子内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反限，只能形成较小的反向电流。向电流。RE半导体二极管半导体二极管一、基本结构一、基本结构PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线引线外壳外壳触丝触丝基片基片点接触型点接触型PN结结面接触型面接触型PN二极管的电路符号：二极管的电路符号：小功率

26、高频小功率高频大功率低频大功率低频 二、伏安特性二、伏安特性UI导通压降导通压降:硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿反向击穿电压电压UBRUBR远远大于远远大于UF一般为十几伏到几十伏一般为十几伏到几十伏UF死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗锗管管0.2V。PN+-正向偏置正向偏置PN+-反向偏置反向偏置反向截止区反向截止区反向击穿区反向击穿区可控开关可控开关三、主要参数三、主要参数1.最大整流电流最大整流电流 IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。正向平均电流。2.反向击穿电压反向击穿电压UBR二极管反向击穿

27、时的电压值。击穿时反向电二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压压UWRM一般是一般是UBR的一半。的一半。3.反向电流反向电流 IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反

28、向电流要比管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。保护等等。下面介绍两个交流参数。4.微变电阻微变电阻 rDiDuDIDUDQ iD uDrD 是二极管特性曲线上工是二极管特性曲线上工作点作点Q 附近电压的变化与附近电压的变化与电流的变化之比：电流的变化之比：DDDiur显然，显然，rD是对是对Q附近的微小附近的微小变化区域内的电阻。变化区域内的电阻。5.二

29、极管的极间电容二极管的极间电容二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容势垒电容CB和和扩散电容扩散电容CD。势垒电容：势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是的电容是势垒电容势垒电容。扩散电容：扩散电容：为了形成正向电流为了形成正向电流（扩散电流），注入（扩散电流），注入P 区的少子区的少子（电子）在（电子）在P 区有浓度差，越靠区有浓度差，越靠近近PN结浓度越大，即在结浓度越大

30、，即在P 区有电区有电子的积累。同理，在子的积累。同理，在N区有空穴的区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷积累。正向电流大，积累的电荷多。多。这样所产生的电容就是扩散这样所产生的电容就是扩散电容电容CD。P+-NCB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。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：势垒电容和扩散电势垒电容和扩散电容的综合效应容的综合效应rd 总之二极管究竟等效为何种元件，要取决总之二极管究竟等效为何种元件，要取决于它的外部工作条件，即外加的电压

31、和电流，于它的外部工作条件，即外加的电压和电流，有时还和频率有关。有时还和频率有关。当外加电压远远高于其导通电压时，当外加电压远远高于其导通电压时，二极管表现为理想开关特性；而当电压远小二极管表现为理想开关特性；而当电压远小于导通电压时则二极管表现为动态电阻，该于导通电压时则二极管表现为动态电阻，该电阻的阻值随工作电压不同而改变。而当电电阻的阻值随工作电压不同而改变。而当电压频率较高时则还要考虑其结电容的影响。压频率较高时则还要考虑其结电容的影响。所以为使其在电路中按照我们的要求很好的所以为使其在电路中按照我们的要求很好的工作，须提供相应的工作条件。工作，须提供相应的工作条件。二极管：二极管：

32、死区电压死区电压=0.5V，正向压降，正向压降 0.7V(硅二极管硅二极管)理想二极管：理想二极管：死区电压死区电压=0，正向压降，正向压降=0 RLuiuo二极管的应用举例二极管的应用举例1：二极管半波整流二极管半波整流uiuott利用二极管的单向导电特性可作为电子开关。利用二极管的单向导电特性可作为电子开关。如下面的两个例子就是其典型应用。如下面的两个例子就是其典型应用。二极管的应用举例二极管的应用举例2：tttuiuRuoRRLuiuRuoCRC远小于脉冲宽度远小于脉冲宽度二极管起到隔离和检波作用二极管起到隔离和检波作用稳压二极管稳压二极管UIIZIZmax UZ IZ稳压稳压灵敏灵敏度

33、度曲线越陡，曲线越陡，电压越稳电压越稳定。定。UZ动态电阻：动态电阻：ZZIUZrrz越小，稳越小，稳压性能越好。压性能越好。1.4.3 特殊二极管特殊二极管UZ反向击穿电压反向击穿电压最小稳最小稳定电流定电流IZmin稳压原理稳压原理uoiZDZRiLiuiRL+-Ui 则则Uo,于是于是Uz.由稳压特性知，由稳压特性知，必然使必然使 Iz，于是，于是 I,UR 最终使最终使Uo稳定。稳定。限流电阻限流电阻（4）稳定电流稳定电流IZ、最大、最小稳定电流最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。（5）最大允许功耗）最大允许功耗maxZZZMIUP稳压二极管的参数稳压二极管的参数:（1）稳定电压

34、稳定电压 UZ（2）电压温度系数电压温度系数 U（%/）稳压值受温度变化影响的的系数。稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻）动态电阻ZZIUZr负载电阻负载电阻 。要求要求当输入电压由正常值发当输入电压由正常值发生生 20%波动时，负载电压基本不变。波动时，负载电压基本不变。稳压二极管的应用举例稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL5mA 20mA,V,10minmaxzzzWIIU稳压管的技术参数稳压管的技术参数:k2LR解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为流为Izmax。求：求：电阻电阻R和输入电压和输入电压 ui 的正常值

35、。的正常值。mA25maxLZWzRUIi102521RUiRu.zWi方程方程1令输入电压降到下限令输入电压降到下限时，流过稳压管的电时，流过稳压管的电流为流为Izmin。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWi方程方程2uoiZDZRiLiuiRL联立方程联立方程1、2，可解得：，可解得：k50V7518.R,.ui讨论：若想由一个讨论：若想由一个15V的直流电源的直流电源得到得到6V，9V两组电压给电路供电两组电压给电路供电问应如何实现？问应如何实现？光电二极管光电二极管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照度增加照度增加发光二极管发光二极管有正向电流流过有正向电流流过时，发出一定波长时，发出一定波长范围的光，目前的范围的光，目前的发光管可以发出从发光管可以发出从红外到可见波段的红外到可见波段的光，它的电特性与光，它的电特性与一般二极管类似。一般二极管类似。作业作业1.4.11.4.21.4.31.4.4