模电课件第二章半导体二极管及其基本电路1.ppt

第二章 半导体二极管及其基本电路;本章基本教学要求;本章重点内容;本章难点内容;2.1 半导体的基本知识;2.1.1 本征半导体及其导电性; (1)本征半导体的共价键结构; （2）电子空穴对; 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合，如图2.2所示。; (3) 空穴的移动;2.1.2 杂质半导体; (1）N型半导体;(2) P型半导体;2.1.3 杂质对半导体导电性的影响;2.2 PN结;2.2.1 PN结的形成; 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。对于 P型半导体和N型 半导体结合面， 离子薄层形成的 空间电荷区称为 PN结。在空间电 荷区，由于缺少 多子，所以也称 耗尽层。 ;2.2.2 PN结的单向导电性; (1) PN结加正向电压时的导电情况; (2) PN结加反向电压时的导电情况 ; PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。;2.2.3 PN结的电容效应; (1) 势垒电容CB; 扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度分布曲线。; 图 2.10 扩散电容示意图;2.3 半导体二极管;2.3.1 半导体二极管的结构类型; 图 2.11 二极管的结构示意图;2.3.2 半导体二极管的伏安特性曲线;图 2.12 二极管的伏安特性曲线;(1) 正向特性;(2) 反向特性; 在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。 硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。 ;2.3.3 半导体二极管的参数; (3) 反向电流IR;2.3.4 半导体二极管的温度特性; 图2.13 温度对二极管伏安特性曲线的影响;2.3.5 半导体二极管的型号;半导体二极管图片;半导体二极管图片;半导体二极管图片;2.4.1 简单二极管电路的图解分析方法;例2.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD和电阻R，求二极管两端???压vD和流过二极管的电流iD 。 ;2.4.2 二极管正向V-A特性的建模 ; 2.4.2 二极管电路的简化模型分析方法;1. 理想二极管模型; 该模型的基本思想是当二极管正向导通后，其管压降认为是恒定的且不随电流而变，典型值硅管为0.7V，锗管为0.3V，但只有当二极管正向电流大于或等于1mA时才是正确的。;3. 折线模型;4. 小信号模型;取iD对vD的微分，有：;2．模型分析法应用举例;2．模型分析法应用举例;2．模型分析法应用举例;2．模型分析法应用举例;2．模型分析法应用举例;2.4 特殊 二极管;1. 稳压二极管; 图 2.18 稳压二极管的伏安特性 ; 从稳压二极管的伏安特性曲线上可以确定稳压二极管的参数。; (3) 最大耗散功率 PZM ——;(5)稳定电压温度系数——?VZ; 稳压二极管在工作时应反接， 应串入一只电阻。 电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。;3. 稳压电路;2.发光二极管;3.光电二极管;4.变容二极管;肖特基二极管;激光二极管