第1章半导体二极管及其应用讲义.ppt

第1章 半导体二极管及其应用;本章教学目标;本章教学目标;1.1 半导体二极管; 1.1.1 半导体基础知识 ;图1.1.1 共价健结构与空穴产生示意图 ; 6．半导体的特性 ; ; ; 9．总结： (1)N型半导体中自由电子为多数载流子，简称多子，空穴为少数载流子，简称少子。 (2)P型半导体中空穴为多子，自由电子为少子。 (3)杂质半导体中，多子的浓度主要由掺杂浓度决定，而少子只与温度有关。 (4)空位与空穴：P型半导体形成共价键过程中所形成的空缺的位子为空位，而邻近共价键中电子填补这一空位而形成的空位称为空穴。 ;1.1.2 二极管的结构、类型、电路符号 ;4．二极管的分类 ;图1.1. 4 二极管结构 (a) 点接触型 (b)硅面接触型 (c)硅平面型 ;5．国产半导体器件命名方法。 ;1.1.3 二极管的伏安特性 ; 二极管阳极电位高于阴极电位，称为二???管(PN结)正向偏置，简称正偏(Forward bias)； 二极管阳极电位低于阴极电位，称为二极管(PN结)反向偏置，简称反偏(Reverse bias)。 二极管正偏导通，反偏截止的这种特性称为单向导电性(Onilateral conductivity)。 ; 二、二极管的伏安特性 (Volt-ampere characteristics); 二、二极管的伏安特性 (Volt-ampere characteristics); (a)正向特性：①OA段为死区，此时正偏电压称为死区电压Uth，硅管0.5V，锗管0.1V。②AB段为缓冲区。③BC段为正向导通区。当u≥Uth时，二极管才处于完全导通状态，导通电压UF基本不变。硅管为0.7~0.8V,一般取0.7V，锗管为0.2~0.3V，通常取0.2V。当二极管为理想二极管时，UF＝0。 (b)反向特性：如图OD段所示，二极管处于截止状态，在电路中相当于开关处于关断状态。 (c)反向击穿特性：如图所示，反向电流在E处急剧上升，这种现象称之为反向击穿（Reverse breakdown），此时所对应的电压为反向击穿电压UBR。对于非特殊要求的二极管，反向击穿时会使二极管PN结过热而损坏。;;1.1.5 二极管主要参数;1.1.5 二极管主要参数; 3．反向电流IR IR是指在室温下，二极管未击穿时的反向电流值。 4．最高工作频率 二极管的工作频率若超过一定值，就可能失去单向导电性，这一频率称为最高工作频率。主要由PN结的结电容的大小来决定。 点接触型二极管结电容较小，可达几百兆赫兹。 面接触型二极管结电容较大，只能达到几十兆赫兹。 ; 1.1.6 二极管管脚识别及性能简易测试; 1.1.6 二极管管脚识别及性能简易测试; 1.1.6 二极管管脚识别及性能简易测试; 1.1.6 二极管管脚识别及性能简易测试; 二极管的种类很多，利用PN结的单向导电性制成的二极管有整流二极管、检波二极管、开关二极管等。 此外，PN结还有一些其他特性，采用适当工艺方法可制成特种功能用途的二极管，如稳压二极管（Voltage regulator diode）、变容二极管、肖特基二极管、快速恢复二极管等。 ;1.2.1 稳压二极管（Voltage regulator diode） ;1.2 特种二极管 ;稳压二极管实物图 ; 稳压管的工作条件; 二、稳压二极管主要参数 ; 4. 最大耗散功率PM和最大工作电流IZM PM为稳压管所允许的最大功率，IZM为稳压管允许流过的最大工作电流，超过PM或IZM时，管子因温度过高而损坏。 PM＝UZ IZM ; 通常UZ＜5V的稳压管具有负温度系数，UZ＞8V的稳压管具有正温度系数，而UZ在6V左右时稳压管（如2DW7型）的温度系数最小。 ; 1.2.2 变容二极管; 1.2.3 肖特基二极管; ; ; ; ; ; ; ; 1.3.1 单相半波整流电路 ; 单相半波整流电路如图1.3.1所示，图中T为电源变压器,RL为电阻性负载。 ; 一、电路工作原理 ;