二极管三极管

多子的扩散运动 扩散的结果使 空间电荷区变宽。
PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压（正向偏置） P接正、N接负
PN 结变窄
－－－ － － － －－－ － － － －－－ － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
动画
P
IF
+
–
内电场 外电场
N
内电场被 削弱，多子 的扩散加强， 形成较大的 扩散电流。
二极管简介
二极管 二极管是由一个单向导电的PN结成。 实物如图
PN结及其单向导电性
1.半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
P 型半导体
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － －
动画
内电场 N 型半导体
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
－ － － － － －
+ + + + + +
扩散和漂移 这一对相反的 运动最终达到 动态平衡，空 间电荷区的厚 度固定不变。
浓度差 形成空间电荷区
60 40 20 0 0.4 0.8 u / V D
15 10 5
–0.01 0 0.2 0.4 –0.02
– 0.02 – 0.04
uD / V
iD / mA
温度对二极管 特性的影响
–50 –25 0 0.4 – 0.02 60 40 20
90C 20C
uD / V
iZ /mA
UZ
IZ
Cj
O
变容二极管的特性
u
PN 结势 垒电位差
C j0 Cj u (1 ) UB
变容指数
突变结 1/2 缓变结 1/3 超突变结 1/2 6
工作条件： 反向偏置
常用二极管的主要参数
1. 常用国产2AP系列检波二极管的主要参数
部分进口检波二极管的主要参数
2. 部分常用整流二极管的主要参数 3. 部分常用1N系列二极管的主要参数 4. 部分常用稳压二极管的主要参数 5. 部分常用开关二极管的主要参数
稳压值的判断：
1.5 k
+
0~30V 连续可调 直流稳压电源
+
v
被测管
-
-
二极管的特性 1. 普通二极管的特性 2. 稳压二极管的特性 3. 发光二极管的特性
4. 光电二极管的特性
5. 变容二极管的特性
iD / mA
iD / mA 锗二极管 的特性
– 50 – 25
硅二极管 的特性
–50 –25
空穴
这一现象称为本征激发。 温度愈高，晶体中产 价电子 生的自由电子便愈多。 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流 自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性 能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
二极管的结构示意图
金属触丝 阳极引线 N型锗片 阴极引线
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅
P 型硅
( a) 点接触型
铝合金小球 N 型硅
外壳
阴极引线
阳极引线 PN结 金锑合金 底座
(c ) 平面型
阳极
D 阴极
阴极引线
( d) 符号
( b) 面接触型 图 1 – 12 半导体二极管的结构和符号
伏安特性
稳压管及稳压管稳压电路 稳压管
1. 符号 2. 伏安特性
I
_
+
UZ
O
稳压管正常工作 时加反向电压
U
稳压管反向击穿 IZ 后，电流变化很大， IZ 但其两端电压变化 U Z IZM 很小，利用此特性， 稳压管在电路中可 使用时要加限流电阻 起稳压作用。
二极管
二极管的 符号 二极管的 特性
半导体器件的
特点：非线性 反向击穿 电压U(BR)
I
正向特性
P
+
–
N
硅0.6~0.8V 导通压降 锗0.2~0.3V U 硅管0.5V, 死区电压 锗管0.1V。 外加电压大于死区 电压二极管才能导通。
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
P
–
+N
反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
部分进口检波二极管主要参数
型号 1N34 1N34A 反向电压 60 60 最小正向电 流/mA 5 5 最小反向 电流/A 0.5 0.5 平均整流 电流/ mA 50 50 浪涌电流 /A 0.5 0.5 最小正向 电压/V 1 1
1N6
1S34 1S34A
40
75 75
0.4

1k
0
(2) 用数字式万用表检测
红表笔是(表内电源)正极， 黑表笔是(表内电源)负极。
200
2k 20k 200k
2M
20M
在 挡进行测量，当 PN 结完 好且正偏时，显示值为 PN 结两端 的正向压降 (V)。 反偏时，显示 。
3. 用万用表检测稳压二极管
稳压二极管的外型与普通二极管相似，极性判断方 法与普通二极管相同。
二极管的应用(二极管电路分析举例 )
导通 截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。
定性分析：判断二极管的工作状态
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止
命名方式
二极管的 主要参数 二极管的 检测
半导体器件的命名方式
第一部分
数字 电极数 2— 二极管
第二部分
字母 材料和极性
第三部分
字母(汉拼) 器件类型
第四部分 第五部分
数字
序号 字母(汉拼) 规格号
A — 锗材料 N 型 B — 锗材料 P 型 C — 硅材料 N 型 D — 硅材料 P 型 A — 锗材料 PNP B — 锗材料 NPN C — 硅材料 PNP D — 硅材料 NPN
2CP 2AP
普通锗二极管
3— 三极管
P — 普通管 W — 稳压管 Z — 整流管 K — 开关管 U — 光电管 X — 低频小功率管 G — 高频小功率管 D — 低频大功率管 A — 高频大功率管 2CZ
硅整流二极管
例：
2CW
硅稳压二极管
普通硅二极管
二极管的符号
二极管的一般符号 发光二极管
4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高 反向电流愈大。
半导体二极管
基本结构
(a) 点接触型 结面积小、 结电容小、正 向电流小。用 于检波和变频 等高频电路。 (b)面接触型 结面积大、 正向电流大、 结电容大，用 于工频大电流 整流电路。
(c) 平面型 用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可 小，用于高频整流和开关电路中。
二极管的单向导电性
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管 正向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极 接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反向 电阻较大，反向电流很小。
3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去 单向导电性。
主要参数
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向 平均电流。 2. 反向工作峰值电压URWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压， 一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3. 反向峰值电流IRM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
（a. 电子电流、b.空穴电流）
PN结的形成 载流子的两种运动——扩散运动和漂移运动
扩散运动：电中性的半导体中，载流子从浓
度高的区域向浓度较低区域的运动。
漂移运动：在电场作用下，载流子有规则的
定向运动。
PN结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动 内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。
UZ
IZminuZ/V IZ IZmax
O
稳压二极管的特性
工作条件：反向击穿
i /mA
O
2
u /V
发光二极管的特性
工作条件：正向偏置 工作电流 : 几毫安 ~几十 毫安 导通电压 : ( 1 2) V
i 暗电流
O
E = 200 lx E = 400 lx 光敏二极管的特性
u
工作条件： 反向偏置
触丝
半导体片
2. 用万用表检测二极管 (1) 用指针式万用表检测
红表笔是(表内电源)负极， 黑表笔是(表内电源)正极。 在 R 100或 R 1 k 挡测量 正反向电阻各测量一次， 测量时手不要接触引脚。 一般硅管正向电阻为几千欧，锗 管正向电阻为几百欧；反向电阻为 几百千欧。 正反向电阻相差不大为劣质管。 正反向电阻都是无穷大或零则 二极管内部断路或短路。
N型半导体和 P 型半导体
Si Si
– Si B
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量 增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或 P型半导体。 在 P 型半导体中空穴是多 数载流子，自由电子是少数 载流子。
动画
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
1. 在杂质半导体中多子的数量与 a （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b
（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 b ，N 型半导体中的电流主要是 a 。
wenku.baidu.com
本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
价电子 Si Si
Si 共价健 晶体中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
自由电子
本征半导体的导电机理
Si
Si
Si
Si
价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后， 即可挣脱原子核的束缚， 成为自由电子（带负电）， 同时共价键中留下一个空 位，称为空穴（带正电）。
N型半导体和 P 型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可 变为自由电子 掺入五价元素 掺杂后自由电子数目 Si Si 多 余 大量增加，自由电子导电 电 成为这种半导体的主要导 p+ Si Si 子 电方式，称为电子半导体 动画 或N型半导体。 失去一个 电子变为 正离子 磷原子 在N 型半导体中自由电子 是多数载流子，空穴是少数 载流子。

稳压二极管
温度效应 二极管
光电二极管
tº
变容二极管 隧道二极管
双向击穿二极管 双向二极管 交流开关二极管 体效应二极管

磁敏二极管
二极管的识别和检测
1. 目测判别极性 2. 用万用表检测二极管 (1) 用指针式万用表检测。 (2) 用数字式万用表检测。 3. 用万用表检测稳压二极管
1. 目测判别极性
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
PN 结加反向电压（反向偏置）
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P接负、N接正
动画
P
内电场 外电场
N
–
+
PN 结加反向电压（反向偏置）
PN 结变宽
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P接负、N接正
动画
P
IR
内电场 外电场
N
–
+
内电场被加 强，少子的漂 移加强，由于 少子数量很少， 形成很小的反 向电流。
PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小， 反向电阻较大，PN结处于截止状态。 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。