电子线路技术基础及半导体二极管.ppt

小结: PN结的形成及特性。 二极管应用电路的分析与计算。 稳压电路的设计原则。 练习题 1、（1）在图所示的电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是_____。 A.I=2mA　　B.I2mA　　C.I2mA 2、图中D1-D3为理想二极管，A，B，C灯都相同，试问哪个灯最亮？ 3、设硅稳压管Dz1和Dz2的稳定电压分别为5V和10V，求图中电路的输出电压Uo。已知稳压管的正向压降为0.7V。 4、图所示电路，设Ui=sinωt(V)，V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示_______图。 练习题 温度的电压当量 硅二极管PN结的V-I特性 正向偏置特性 反向偏置特性 发射系数,与尺寸/材料及电流有关 PN结V-I 特性 PN结两端外加电压 玻耳兹曼常数(1.38×10-23J/K) 热力学温度 电子电荷(1.6×10-19C) 常温下为26mV 反向饱和电流 3.2.2 PN结的单向导电性 如果加到PN结的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加，称为PN结的反向击穿； PN结的反向击穿 反向击穿电压 3.2.3 PN 结的反向击穿 电击穿(可逆) 热击穿(不可逆) 击穿 雪崩击穿(avalanche breakdown):碰撞,载流子倍增效应。 齐纳击穿(zener breakdown):局部电场增强,分离 整流二极管（多数） 稳压二极管（多数） VBR反向击穿电压 击穿后的反向电流急剧增大,易使PN结发热,升温从而烧毁PN结 3.2.3 PN 结的反向击穿 PN结的两种电容效应：扩散电容CD和势垒电容CB PN结处于正向偏置时，多子的扩散导致在P区（N区）靠近结的边缘有高于正常情况的电子（空穴）浓度，这种超量的浓度可视为电荷存储到PN结的邻域 PN结的电容效应直接影响半导体器件的高频和开关性能 1. 扩散电容 3.2.4 PN 结的电容效应 PN结反向偏置时，载流子数目很少，扩散电容可忽略。 1. 扩散电容 3.2.4 PN 结的电容效应 PN结正向偏置电压越大，存储的电荷越多，扩散电容越大。 势垒区是积累空间电荷的区域，当反向偏置电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化 2. 势垒电容 类似于平板电容器两极板上电荷的变化 3.2.4 PN 结的电容效应 PN结的电容效应是扩散电容和势垒电容的综合反映，在高频运用时，须考虑PN结电容的影响 PN结电容的大小与本身的结构和工艺及外加电压有关。正偏时，结电容较大（主要决定于扩散电容）；反偏时，结电容较小（主要决定于势垒电容） 3.2.4 PN 结的电容效应 3.3 半导体二极管 3.3.1 半导体二极管的结构 3.3.2 二极管的伏安特性 3.3.3 二极管的参数 半导体二极管图片 在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。 (1) 点接触型二极管 (a)点接触型 二极管的结构示意图 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 3.3.1 半导体二极管的结构 (2) 面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 (b)面接触型 3.3.1 半导体二极管的结构 (3) 平面型二极管 (c)平面型 (4) 二极管的代表符号(symbol) anode cathode 往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。 3.3.1 半导体二极管的结构 正向压降变化范围不大,近似等于常数; Si≈0.7V;Ge≈0.2V 少数载流子的漂移形成反向饱和电流,一般硅管远小于锗管.该电流对温度非常敏感. 硅二极管2CP10的V-I特性 锗二极管2AP15的V-I特性 正向特性 正向电压不大,电流相对很大。 Vth:门坎电压/死区电压 正向压降 正向压降 反向特性 反向击穿特性 Si≈0.5V;Ge≈0.1V 3.3.2 二极管的伏安特性 3.3.3 二极管的参数 1. 最大整流电流 IF 二极管长期运行时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2. 反向击穿电压VBR 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，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半。 3. 反向电流 IR 指管子未击穿时的反向电流。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。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。