模拟电路课件第三章
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变化，而管子的电压降变化较小。 2. 反向特性： 外加反向电压时，产生由少子漂移形成的反向电流，其
特点是受温度影响较大，当反向电压不超过某值时，反向电流大小基本 不变（亦称反向饱和电流Is)，与反向电压高低无关。
3. 反向击穿特性： 外加反向电压超过UR（反向击穿电压）时，反向电
流急剧增大，二极管发生击穿。
当温度升高或受到光的照 射时，受束缚电子能量增 高，有的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参与导电 ，成为自由电子。自由电 子产生的同时，在其原来 的共价键中就出现了一个 空位，称为空穴。
1、自由电子和空穴成对出现，且数量相等； 2、外加激励能量越高，产生的电子-空穴数量越多；
4
与本征激发相反的现象——复合
－ － －－ + + + +
－ － －－ + + + +
少子漂移电流
动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂移电流
多子扩散电流
总电流＝0
PN结形成过程动画演示
18
PN结的单向导电性 1．PN结正向偏置 PN结正向偏置—— 当外加直流电压使PN结P型半导体 的一端的电位高于N型半导体一端的电位时，称PN结正 向偏置，简称正偏。
++
－－
++
EW
R
27
(2) 扩散电容CD
P区 耗 尽 层 N 区
扩散区中电荷随外加偏 + 压变化而变化所产生的 电荷存储效应等效为电 容，称扩散电容。
极间电容（结电容） 为两者之和
P 区中电子 浓度 分布
Ln
－
N 区中空穴 浓度 分布
x
Lp
PN结正偏时，扩散电容起主要作用；反之，势垒电容起主要作用 电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
共 +4 价 键
+4 价 电 子 +4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
本征半导体结构
在绝对温度T=0K和无外 界激发（光照或受热）时， 所有的价电子都被共价键紧 紧束缚在共价键中，不会成 为自由电子，因此本征半导 体的导电能力很弱，接近绝 缘体。
3
+4 +4 +4
+4
空 穴
+4
+4
+4
自由电子
+4 +4
本征激发或热激发：
得Q点处的微变电导
（a）V-I特性
（b）电路模型
gd
diD dvD
Q
IS VT
evD /VT
Q
模型四：小信号模型
iD VT
Q
ID VT
常温下（T=300K）
则
1 rd g d
VT ID
rd
VT ID
26(mV) ID(mA)
适用条件：
二极管工作在V-I特性的
某一小范围内工作时（
如静态工作点Q)
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － － 正－向电流 + + + +
－ － －－
++ ++
内电场 E
EW
R
20
PN结正偏动画演示
21
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R
特性曲线分为三部分：正向、反向和反向击穿特性
(1) 正向特性
i
i
击穿电压UBR
锗
u
硅：0.7 V
V
mA
锗：0.2V
0 反向饱和电流
u
导通压降
死区 电压
硅：0.5 V
E (2) 反向特性
i
u
V
uA
锗： 0.1 V
E 36
小结：
1. 正向特性： 外加正向电压时，存在阻碍二极管导通的死区电压；当
正向电压超过该电压值时，二极管导通，此时，正向电流在较大范围内
341简单二极管电路的图解分析方法二极管是一种非线性器件因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法相对来说比较复杂而图解分析法则较简单但前提条件是已知二极管的v电路如图所示已知二极管的vi特性曲线电源vdd和电阻r求二极管两端电压v是一条斜率为1r的直线称为负载线q的坐标值v二极管的导通压降0v
模拟电路课件-第三章..
10
+4
+4
共价键
+4
+5
施主原子
+4
+4
+4
多余电子
+
+4
+
硅原子
+
+4
电子空穴对
N型半导体 自由电子 + ++ +++ + ++
施主原子
5价杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子， 把这种杂质称为施主杂质。
11
N型半导体形成过程动画演示
12
P型半导体
在本征半导体中掺入少量3价杂质元素，例如硼、镓等，使得 晶体中某些原子被杂质原子所代替，杂质原子最外层有3个价 电子与周围Si或Ge原子最外层4个价电子形成共价键后将产生 一个空穴，使得其中自由电子浓度远小于空穴浓度。 此时，半导体内多数载流子（多子）：空穴，少数载流子（少 子）为自由电子。由于此类半导体主要依靠空穴导电，而空穴 带负电，称此类半导体为P型半导体。
复合：自由电子在运动过程中与空穴相遇并填补空穴，两者同时消失； 在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡，此时，电 子空穴对的浓度一定。
5
电子和空穴产生，复合过程动画演示
6
半导体的导电机制：
在外电场作用下，半导体中出现两部电流： 1、自由电子定向运动所成电子流（电子导电） 2、价电子（注意：不是自由电子）递补空穴形成的空穴电流（空穴导电）
13
+4
+4
共价键
+4
+3
受主原子
+4
+4
+4
多余空穴
P型半导体
空穴
－ － －－
+4
－ － －－
硅原子
－ － －－
+4
电子空穴对
受主原子
3价杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离 子，把这种杂质称为受主杂质。
14
P型半导体的形成过程动画演示
15
PN结的形成
PN结合 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区（不移动） 形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移。
PN结击穿可分为：雪崩击穿、齐纳击穿（击穿过程可逆）和热击穿（不可逆）
37
1.2.3 温度对半导体二极管特性的影响
1. 当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。 △uD/ △T = –（2~2.5）mV/ °C
即 温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。 2. 温度升高，反向饱和电流增大。
28
思考题 1. 半导体中的载流子浓度主要与哪些因素有关？ 2. 扩散电流与漂移电流的主要区别是什么？
29
1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 电极引线
P
N
符号
+
-
阳极
阴极
30
二极管按材料分二大类：硅二极管和锗二极管
二极管按结构分三大类：
(1) 点接触型二极管
正 极引 线
金 属触 丝
本征半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴
7
半导体导电机理动画演示
8
本征半导体的特点
a. 电阻率大
b. 导电性能随温度变化大
本征半导体不能在半导体器件中直接使用
9
杂质半导体——在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后
的半导体称为杂质半导体。
1. N型半导体
在本征半导体中掺入少量五价杂质元素，例如磷，砷等，使得 晶体中某些原子被杂质原子所代替，杂质原子最外层有5个价 电子与周围Si或Ge原子最外层4个价电子形成共价键后，还多 余一个自由电子，使得其中空穴浓度远小于自由电子浓度。 此时，半导体内多数载流子（多子）：自由电子，少数载流子 （少子）为空穴。由于此类半导体主要依靠自由电子导电，而 自由电子带负电，称此类半导体为N型半导体。
（4）小信号模型
vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsint 时（Vm<<VDD）, 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。
45
过Q点的切线可以等效成一个动态电阻
即
rd
uD iD
uD U D
iD I D
或根据 iDIS(evD/VT 1)
i
P
_ _ _
_ _ _
+ + +
+ +
+
N
u
24
PN结的伏安特性曲线及表达式：
反向击穿电压
反向饱和电流
IF（多子扩散） 正偏
反向击穿
反偏 IR（少子漂移）
PN结的伏安特性曲线
25
根据理论分析：
u
i IS(e UT 1)
其中，u 为PN结两端的电压降，i 为流过PN结的电流
IS 为反向饱和电流， UT 称为温度的电压当量，一般取26mV
负 极引 线
外壳
N型 锗
PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路
31
(2) 面接触型二极管
正极 引线
P型 硅
铝合 金小 球 N型 硅
底座 负极 引线
PN结面积大，用于工频大电流整流电路
32
(3) 平面型二极管
正 极引 线
S iO 2
P型 硅 N型 硅
负 极引 线
用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
当 u>0 当 u<0
u>>UT时
u
e UT 1
u
|u|>>|U T |时 e UT 1
u
i ISe UT i IS
26
PN结的电容效应
(1) 势垒电容CB 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即 PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。
P 空间电荷区 N
－－
++
－－
33
半导体二极管实物
34
半导体二极管的型号
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：
2AP9
用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N型Si ， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。
35
半导体二极管的伏安特性曲线
TT0
IS(T)2 10 IS(T0)
即 平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。
38
1.2.4 二极管的主要参数
(1) 最大整流电流IF
二极管长期连续工作时，允许通过的最大平均电流（防止过热损坏）
(2) 反向击穿电压UBR
二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR （最高允许反向击穿电压一般取实际值的1/2）。
PN结反向偏置—— 当外加直流电压使PN结N型半导体 的一端的电位高于P型半导体一端的电位时，称PN结反 向偏置，简称反偏。
19
(1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F
P
空间电荷区
N
－ － －－
++ ++
－ － －－
++ ++
－ － －－
++ ++
IR
内电场 E
EW
R
在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是一定的，故IR基本上只与温度有关，
而与外加反压的大小无关，所以称为反向饱和电流。
22
PN结反偏动画演示
23
PN结的电压与电流关系
u
i IS (eUT 1)
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
内电场E
－ － －－ + + + +
－ － －－ + + + +
耗尽层或阻挡区
少子漂移电流
多子扩散电流
16
少子飘移
－
补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E
多子扩散
又失去多子，耗尽层宽，E
内电场E
P型半导体 耗尽层 N型半导体
－ －－ + + + +
(向电流值。硅二极管的反向电流一 般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。其值越小，管子单向导电性越好。
(4) 最高工作频率fM
fM与结电容有关，当工作频率超过fM时，二极管的单向导电性变坏。
39
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线 性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图解分析法则 较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特性曲线。
半导体二极管及其应用
半导体的导电特性
在物理学中，根据材料的导电能力，可以将其划分导体、绝缘体 和半导体。典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。
si
硅原子 (+14)
GG ee
+4
锗原子 (+32)
硅和锗最外层轨道上的 四个电子称为价电子。
2
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为 “九个9”。
适用条件：二极管电流近似等于或大于1mA 时
43
伏安特性表达式:
uDUth rdiD
模型三：折线模型
模型三为模压降模型的修正，其中Vth为门坎电压，电阻rD值由
流过二极管的实际电流决定，由于二极管特性的分散性， Vth和
rD的值均不固定。
44
1.二极管V-I 特性的建模
iDR 1vDR 1(VDD vs)
46
例： R
1kΩ
E
I
10V
串联电压源模型 R
理想二极管模型 R
1kΩ
E
I
10V
0.7V
1kΩ
E
I
10V
测量值 9.32mA
i
正偏 反偏
+
u
i
-
u
U D 二极管的导通压降0V。
模型一：理想二极管模型
适用条件：电源电压远大于二极管管压降时
42
二极管的模型及近似分析计算
二极管的模型：
i
0
u
导通压降
特点是受温度影响较大，当反向电压不超过某值时，反向电流大小基本 不变（亦称反向饱和电流Is)，与反向电压高低无关。
3. 反向击穿特性： 外加反向电压超过UR（反向击穿电压）时，反向电
流急剧增大，二极管发生击穿。
当温度升高或受到光的照 射时，受束缚电子能量增 高，有的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参与导电 ，成为自由电子。自由电 子产生的同时，在其原来 的共价键中就出现了一个 空位，称为空穴。
1、自由电子和空穴成对出现，且数量相等； 2、外加激励能量越高，产生的电子-空穴数量越多；
4
与本征激发相反的现象——复合
－ － －－ + + + +
－ － －－ + + + +
少子漂移电流
动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂移电流
多子扩散电流
总电流＝0
PN结形成过程动画演示
18
PN结的单向导电性 1．PN结正向偏置 PN结正向偏置—— 当外加直流电压使PN结P型半导体 的一端的电位高于N型半导体一端的电位时，称PN结正 向偏置，简称正偏。
++
－－
++
EW
R
27
(2) 扩散电容CD
P区 耗 尽 层 N 区
扩散区中电荷随外加偏 + 压变化而变化所产生的 电荷存储效应等效为电 容，称扩散电容。
极间电容（结电容） 为两者之和
P 区中电子 浓度 分布
Ln
－
N 区中空穴 浓度 分布
x
Lp
PN结正偏时，扩散电容起主要作用；反之，势垒电容起主要作用 电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
共 +4 价 键
+4 价 电 子 +4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
本征半导体结构
在绝对温度T=0K和无外 界激发（光照或受热）时， 所有的价电子都被共价键紧 紧束缚在共价键中，不会成 为自由电子，因此本征半导 体的导电能力很弱，接近绝 缘体。
3
+4 +4 +4
+4
空 穴
+4
+4
+4
自由电子
+4 +4
本征激发或热激发：
得Q点处的微变电导
（a）V-I特性
（b）电路模型
gd
diD dvD
Q
IS VT
evD /VT
Q
模型四：小信号模型
iD VT
Q
ID VT
常温下（T=300K）
则
1 rd g d
VT ID
rd
VT ID
26(mV) ID(mA)
适用条件：
二极管工作在V-I特性的
某一小范围内工作时（
如静态工作点Q)
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － － 正－向电流 + + + +
－ － －－
++ ++
内电场 E
EW
R
20
PN结正偏动画演示
21
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R
特性曲线分为三部分：正向、反向和反向击穿特性
(1) 正向特性
i
i
击穿电压UBR
锗
u
硅：0.7 V
V
mA
锗：0.2V
0 反向饱和电流
u
导通压降
死区 电压
硅：0.5 V
E (2) 反向特性
i
u
V
uA
锗： 0.1 V
E 36
小结：
1. 正向特性： 外加正向电压时，存在阻碍二极管导通的死区电压；当
正向电压超过该电压值时，二极管导通，此时，正向电流在较大范围内
341简单二极管电路的图解分析方法二极管是一种非线性器件因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法相对来说比较复杂而图解分析法则较简单但前提条件是已知二极管的v电路如图所示已知二极管的vi特性曲线电源vdd和电阻r求二极管两端电压v是一条斜率为1r的直线称为负载线q的坐标值v二极管的导通压降0v
模拟电路课件-第三章..
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+4
+4
共价键
+4
+5
施主原子
+4
+4
+4
多余电子
+
+4
+
硅原子
+
+4
电子空穴对
N型半导体 自由电子 + ++ +++ + ++
施主原子
5价杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子， 把这种杂质称为施主杂质。
11
N型半导体形成过程动画演示
12
P型半导体
在本征半导体中掺入少量3价杂质元素，例如硼、镓等，使得 晶体中某些原子被杂质原子所代替，杂质原子最外层有3个价 电子与周围Si或Ge原子最外层4个价电子形成共价键后将产生 一个空穴，使得其中自由电子浓度远小于空穴浓度。 此时，半导体内多数载流子（多子）：空穴，少数载流子（少 子）为自由电子。由于此类半导体主要依靠空穴导电，而空穴 带负电，称此类半导体为P型半导体。
复合：自由电子在运动过程中与空穴相遇并填补空穴，两者同时消失； 在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡，此时，电 子空穴对的浓度一定。
5
电子和空穴产生，复合过程动画演示
6
半导体的导电机制：
在外电场作用下，半导体中出现两部电流： 1、自由电子定向运动所成电子流（电子导电） 2、价电子（注意：不是自由电子）递补空穴形成的空穴电流（空穴导电）
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+4
+4
共价键
+4
+3
受主原子
+4
+4
+4
多余空穴
P型半导体
空穴
－ － －－
+4
－ － －－
硅原子
－ － －－
+4
电子空穴对
受主原子
3价杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离 子，把这种杂质称为受主杂质。
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P型半导体的形成过程动画演示
15
PN结的形成
PN结合 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区（不移动） 形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移。
PN结击穿可分为：雪崩击穿、齐纳击穿（击穿过程可逆）和热击穿（不可逆）
37
1.2.3 温度对半导体二极管特性的影响
1. 当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。 △uD/ △T = –（2~2.5）mV/ °C
即 温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。 2. 温度升高，反向饱和电流增大。
28
思考题 1. 半导体中的载流子浓度主要与哪些因素有关？ 2. 扩散电流与漂移电流的主要区别是什么？
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1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 电极引线
P
N
符号
+
-
阳极
阴极
30
二极管按材料分二大类：硅二极管和锗二极管
二极管按结构分三大类：
(1) 点接触型二极管
正 极引 线
金 属触 丝
本征半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴
7
半导体导电机理动画演示
8
本征半导体的特点
a. 电阻率大
b. 导电性能随温度变化大
本征半导体不能在半导体器件中直接使用
9
杂质半导体——在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后
的半导体称为杂质半导体。
1. N型半导体
在本征半导体中掺入少量五价杂质元素，例如磷，砷等，使得 晶体中某些原子被杂质原子所代替，杂质原子最外层有5个价 电子与周围Si或Ge原子最外层4个价电子形成共价键后，还多 余一个自由电子，使得其中空穴浓度远小于自由电子浓度。 此时，半导体内多数载流子（多子）：自由电子，少数载流子 （少子）为空穴。由于此类半导体主要依靠自由电子导电，而 自由电子带负电，称此类半导体为N型半导体。
（4）小信号模型
vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsint 时（Vm<<VDD）, 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。
45
过Q点的切线可以等效成一个动态电阻
即
rd
uD iD
uD U D
iD I D
或根据 iDIS(evD/VT 1)
i
P
_ _ _
_ _ _
+ + +
+ +
+
N
u
24
PN结的伏安特性曲线及表达式：
反向击穿电压
反向饱和电流
IF（多子扩散） 正偏
反向击穿
反偏 IR（少子漂移）
PN结的伏安特性曲线
25
根据理论分析：
u
i IS(e UT 1)
其中，u 为PN结两端的电压降，i 为流过PN结的电流
IS 为反向饱和电流， UT 称为温度的电压当量，一般取26mV
负 极引 线
外壳
N型 锗
PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路
31
(2) 面接触型二极管
正极 引线
P型 硅
铝合 金小 球 N型 硅
底座 负极 引线
PN结面积大，用于工频大电流整流电路
32
(3) 平面型二极管
正 极引 线
S iO 2
P型 硅 N型 硅
负 极引 线
用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
当 u>0 当 u<0
u>>UT时
u
e UT 1
u
|u|>>|U T |时 e UT 1
u
i ISe UT i IS
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PN结的电容效应
(1) 势垒电容CB 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即 PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。
P 空间电荷区 N
－－
++
－－
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半导体二极管实物
34
半导体二极管的型号
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：
2AP9
用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N型Si ， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。
35
半导体二极管的伏安特性曲线
TT0
IS(T)2 10 IS(T0)
即 平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。
38
1.2.4 二极管的主要参数
(1) 最大整流电流IF
二极管长期连续工作时，允许通过的最大平均电流（防止过热损坏）
(2) 反向击穿电压UBR
二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR （最高允许反向击穿电压一般取实际值的1/2）。
PN结反向偏置—— 当外加直流电压使PN结N型半导体 的一端的电位高于P型半导体一端的电位时，称PN结反 向偏置，简称反偏。
19
(1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F
P
空间电荷区
N
－ － －－
++ ++
－ － －－
++ ++
－ － －－
++ ++
IR
内电场 E
EW
R
在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是一定的，故IR基本上只与温度有关，
而与外加反压的大小无关，所以称为反向饱和电流。
22
PN结反偏动画演示
23
PN结的电压与电流关系
u
i IS (eUT 1)
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
内电场E
－ － －－ + + + +
－ － －－ + + + +
耗尽层或阻挡区
少子漂移电流
多子扩散电流
16
少子飘移
－
补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E
多子扩散
又失去多子，耗尽层宽，E
内电场E
P型半导体 耗尽层 N型半导体
－ －－ + + + +
(向电流值。硅二极管的反向电流一 般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。其值越小，管子单向导电性越好。
(4) 最高工作频率fM
fM与结电容有关，当工作频率超过fM时，二极管的单向导电性变坏。
39
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线 性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图解分析法则 较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特性曲线。
半导体二极管及其应用
半导体的导电特性
在物理学中，根据材料的导电能力，可以将其划分导体、绝缘体 和半导体。典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。
si
硅原子 (+14)
GG ee
+4
锗原子 (+32)
硅和锗最外层轨道上的 四个电子称为价电子。
2
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为 “九个9”。
适用条件：二极管电流近似等于或大于1mA 时
43
伏安特性表达式:
uDUth rdiD
模型三：折线模型
模型三为模压降模型的修正，其中Vth为门坎电压，电阻rD值由
流过二极管的实际电流决定，由于二极管特性的分散性， Vth和
rD的值均不固定。
44
1.二极管V-I 特性的建模
iDR 1vDR 1(VDD vs)
46
例： R
1kΩ
E
I
10V
串联电压源模型 R
理想二极管模型 R
1kΩ
E
I
10V
0.7V
1kΩ
E
I
10V
测量值 9.32mA
i
正偏 反偏
+
u
i
-
u
U D 二极管的导通压降0V。
模型一：理想二极管模型
适用条件：电源电压远大于二极管管压降时
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二极管的模型及近似分析计算
二极管的模型：
i
0
u
导通压降