第3章 二极管及其基本电路课件.ppt

2.P型半导体（空穴型半导体） 电子数=本征激发电子数； 所掺杂质称为受主杂质（或P型杂质、受主原子）； 总空穴浓度（p)=本征激发的空穴浓度（n)+受主杂质的浓度（NA）； 空穴为多数载流子（多子）， 电子为少数载流子(少子）； 在无外电场时，呈电中性 掺入微量杂质，导电能力将很大提高 例：纯净硅，室温下，ni=Pi=1010/cm3数量级 PN结形成过程分解 PN结电阻特性 两种电阻 （1）静态电阻（直流电阻） R = V/ I （2）动态电阻（交流电阻） r = △v / △I PN结电阻特性(图） PN结电阻特性 由图示，静态电阻和动态电阻均与工作点（Q点）有关 静态电阻（直流电阻）是工作点斜率的 割线。 动态电阻（交流电阻）是工作点斜率的 切线。 管子反向击穿时的电压值。 由于PN结的电容效应，当二极管外加电压极性变化时，特别是由正偏变为反偏时，其状态由正偏变为反偏，但翻转瞬间会有很大反向电流，需要恢复时间，才能达到反向截止状态。 如何判断二极管在电路中是导通的还是截止的 先假设二极管两端断开，确定二极管两端的电位差； 金属与N型二极管接触形成势垒区制成的二极管，称为肖特基或表面势垒二极管。 同样具有单向导电性，但依靠多数载流子进行工作（可消除少子的储存效应）。 具有良好的高频特性（但反向击穿电压低）。 具有 电→光 转换的性能 。 可见光有 红、黄、绿、蓝、紫等。 发光亮度与工作电流成比例。 可用于各种指示灯、七段数码灯、照明灯等。 第3章小结 3. 折线模型（实际模型） 第三章习题常见类型 例题1 判断、填空 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（ ） 因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） 二极管的电流方程是 。 稳压管的稳压区是其工作在 。 vs =Vmsin?t 时（VmVDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。 也就是二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个微变电阻。 二极管等效成一个微变电阻 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 特别注意： 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vDVT 。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 2．模型分析法应用举例 （1）整流电路(半波)--把交流电转变为直流电称为“整流”。 例3.4.2 纯交流电路,当电源电压远比二极管的管压降大,用理想模型. （a）电路图 （b）vs和vO的波形 二极管在低频和高频以及数字电路均有广泛的应用。 以下主要介绍二极管在低频电路的几种应用。 （2）静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） 当VDD=10V 时， 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 当VDD=1V 时， （自学） （a）简单二极管电路 （b）习惯画法 例3.4.3 二极管的静态工作情况分析 二极管正偏置，形成直流电流——静态， （VD，ID）为Q点（与例3.4.1比较） (最合适) 3)限幅电路--把输入电压变化范围加以限制，常用于波形变换和整形,又称为 “削波电路”。 例3.4.4 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sin?t V时，绘出相应的输出电压vO的波形。 解： （1）理想模型 （2）恒压降模型 例：已知电路的输入波形为 v i ,二极管的VD 为0.6伏，试画出其输出波形。 解： Vi 3.6V时，二极管导通，vo=3.6V。 Vi 3.6V时，二极管截止， vo=Vi。 （4）开关电路 电路如图所示，求AO的电压值 解： 先断开D，以O为基准电位， 即O点为0V。 则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。 阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。 所以，AO的电压值为-6V。 若电路出现两个或两个以上二极管，应先判断承受正向电压较大的管子优先导通，再按照上述方法判断其余的管子是否导通。 根据二极管两端加的是正电压还是反电压判定二极管是否导通，若为正电压且大于阈值电压，则管子导通，否则截止； 如果此电路中交流信号源作为直流电源的扰动，关心的是二极管的压降： 动态： 静态： 即：二极管电压变化为?2.27mV，很小，几乎稳压在0.7