二极管介绍课件.ppt
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二极管单向导电性课件。
制冷基础之 电工电子
第七章 模拟电路
临朐职业教育中心 电子组
（1）按材料分：硅管、锗管
（2）按PN结面积：点接触型、面接触型 （3）按用途：
①整流二极管 ②稳压二极管 ③发光二极管 ④光电二极管
制冷基础之 电工电子
第七章 模拟电路
临朐职业教育中心 电子组
遥控器的遥控作用、空调器面板指示都利用了二
极管，二极管起什么作用？二极管的特点是什？
详细分析如下：
二、二极管的特性
半导体中，能够运载电荷的的粒子有两种：
自由电子 空穴
载流子
制冷基础之 电工电子
第七章 模拟电路
临朐职业教育中心 电子组
载流子：在电场的作用下定向移动的自由电子和空 穴，统称载流子。如图1.3所示。
图1.3半导体的两种载流子
制冷基础之 电工电子
第七章 模拟电路
（2）N型半导体和P型半导体
临朐职业教育中心 电子组
性。即：加正偏电压导通，加反偏电压截止。
P区接电源正极，N区接电源负极，PN结导通； 反之，PN结截止。
图1.5ＰＮ结
练习
制冷基础之 电工电子
实第 践七 章技能模（拟 电拓路宽）
临朐职业教育中心 电子组
三、二极管的简单测试 用万用表检测二极管如图1.7所示。
㈠ 判别二极管的正负极性 万用表测试条件：Ω档量程选用R×100Ω或R×1kΩ。 将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时， 黑表笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。
制冷基础之 电工电子
第七章 模拟电路
临朐职业教育中心 电子组
[例1.1] 图1.6所示电路中，当开关S闭合后，H1、 H2两个指示灯，哪一个可能发光？
解: 由电路图可知，开关S闭合后，只有二极管V1正 极电位高于负极电位，即处于正向导通状态，所以 H1指示灯发光。
第一章二极管-PPT课件
本征半导体：
四价元素
外层四个电子
原子实或惯性核 为原子核和内层电子组成
价电子为相邻两原子所共有
3.本征激发：
本征激发 电子空穴 成对产生
自由电子（带负电-e)
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
4.载流子 ：自由 +4 运动的带电粒子：
电子带负电： +4 －e=-1.6×10-19c,
空穴带正电:
e=1.6×10-19c.
锗管UD(ｏn)=0.2V。
（2）反向特性： 二极管两端加上反向 电压时，反向饱和电流IS很小（室温下， 小功率硅管的反向饱和电流IS小于0.1μA。 （3）反向击穿特性 二极管两端反向电压 超过U(BR)时，反向电流IR随反向电压的增大 而急剧增大， U(BR) 称为反向击穿电压。
（5）齐纳击穿：由高浓度掺杂材料制成的PN结中耗尽区宽度很窄，即使反向电
压不高也容易在很窄的耗尽区中形成很强的电场，将价电子直接从共价键中拉出 来产生电子-空穴对，致使反向电流急剧增加，这种击穿称为齐纳击穿。
§1 .2 二极管的特性及主要参数 一、 半导体二极管的结构和类型
构成：PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管(Diode) 符号：阳极（正极） 阴极（负极） 分类： 1.根据材料 硅二极管、锗二极管 2.根据结构 点接触型、面接触型、平面型 1．二极管的结构和符号
空穴（带正电+e)
5.复 合： 自由电子和空穴在运动 中相遇重新结合成对消 失的过程。 电子电流:IN
空穴电流:IP 共有电子 递补运动
+4
+4
《LED发光二极管》课件
LED照明产品具有高效、节能、 环保、寿命长等优点，广泛 应用于室内、室外照明。
LED显示屏具有高亮度、高对 比度、色彩鲜艳等特点，适 用于室内外各种显示场合。
LED背光技术为液晶显示提供 了均匀、高亮度的光源，广 泛应用于电视、电脑显示器 等领域。
随着技术的不断进步和应用 领域的不断拓展，LED发光二 极管的前景非常广阔。未来， LED将在智能照明、可穿戴设 备、生物医学等领域发挥更 大的作用。同时，随着环保 意识的提高和能源紧缺的压 力，高效、节能的LED产品将 更加受到市场的青睐。
《LED发光二极管》课 件
目录
• LED发光二极管概述 • LED发光二极管结构与特性 • LED发光二极管制造技术 • LED发光二极管驱动电路设计 • LED发光二极管应用领域探讨 • LED发光二极管产业发展现状与趋势分析
01
LED发光二极管概述
定义与基本原理
定义
LED（Light Emitting Diode）发光二极管是一种半导体器件，具有将电能直接转换为光能的特性。
过压保护、热关断等。
05
LED发光二极管应用领域探讨
照明领域应用现状及趋势
通用照明
LED灯已广泛应用于家庭、办公 室、商场等场所，其高效、节能、
长寿命的特点深受用户喜爱。
景观照明
LED灯具有丰富的色彩和可控性， 被广泛应用于城市景观、建筑立
面、桥梁等场所的装饰照明。
道路照明
LED路灯具有高亮度、高效率、 长寿命等特点，逐渐成为城市道
路照明的首选。
显示领域应用现状及趋势
显示屏
LED显示屏具有高亮度、高对比度、 色彩鲜艳等特点，被广泛应用于室内 外广告、体育场馆、演艺舞台等场所。
二极管及其应用PPT课件
.
37
.
38
2 半导体二极管的模型
半导体二极管是一种非线性器件 理想二极管模型
(a)伏安特性曲线 (b)代表符号(c)正向偏置
时的电路模型 (d)反向偏置时的电路模型
图13 理想模型
.
39
例1 电路如图14所示。
三只性能相同的
二极管 D1、D2、D3和三只
220V，40W 的灯泡 L1、L2、
.
31
2、二极管的主要参数
（1）最大整流电流 IF 在规定散热条件下，二极管长期使用时，
允许通过二极管的最大正向平均电流。由 PN 结的面积和散热条件决定，如果电流超 过这个值，很可能烧坏二极管。
（2）最高反向工作电压 URM 二极管工作时允许加的最大反向电压。
为确保管子安全运行，通常规定URM约为击 穿电压UBR的一半。
++ + +
多数载流子——自由电子
少数载流子—— 空穴
.
施主离子
10
（2） P型半导体（空穴型半导体）
在本征半导体中掺入三价的元素（硼）
空穴
空穴
+4
+4
+4
ห้องสมุดไป่ตู้
+4
+4
+43
+43
+4
+4
+4
+4
+4
.
返11 回
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
当反向电压增加到反向击穿电压UBR时，反向电流急剧增大，这种 现象称为“反向击穿”。反向击穿破坏了二极管的单向导电性，如果 没有限流措施，二极管可能因电流过大而损坏。
发光二极管工作原理及应用ppt课件
节能环保优势
发光二极管具有高亮度、低能耗、 长寿命等优点，在照明领域的应用 有助于节能环保。
创新应用
随着技术的发展，发光二极管在照 明领域的应用不断创新，如智能照 明、可调光照明等。
显示技术领域应用现状及趋势分析
显示技术应用概述
发光二极管在显示技术领域的应 用涉及手机、电视、电脑等电子
产品。
高清显示优势
02
基本结构包括阳极、阴极和PN结 ，通常采用砷化镓、磷化镓等半 导体材料制成。
发展历程及现状
20世纪60年代初期，发光二极管被发 明，最初只能发出低亮度的红光。
目前，发光二极管已经广泛应用于照 明、显示、指示等领域，成为现代电 子科技领域不可或缺的一部分。
随着技术的不断进步，发光二极管的 亮度、效率和寿命都得到了显著提高 ，同时出现了多种颜色的LED。
色还原度越好。种颜色的光 ，包括红、绿、蓝三原色 及混合色，可实现全彩显 示。
色彩均匀度
优质LED发光均匀，无明 显的色斑和阴影。
视觉舒适度
LED光线柔和，无频闪和 紫外线辐射，长时间观看 不易疲劳。
节能环保优势分析
高效节能
LED发光效率高，相同亮度下比 传统照明节能80%以上。
照明领域应用
将发光二极管应用于室内照明、景观 照明等领域，推动照明产业的升级和 变革。
显示领域应用
将发光二极管应用于显示器背光、广 告屏等领域，提高显示质量和视觉效 果。
汽车领域应用
将发光二极管应用于汽车照明、仪表 盘等领域，提高汽车的安全性和舒适 性。
生物医疗领域应用
将发光二极管应用于生物成像、医疗 诊断等领域，推动生物医疗技术的发 展和创新。
应用领域与前景
照明领域
《发光二极管》PPT课件
《发光二极管》PPT课件•发光二极管基本概念与原理•发光二极管制造工艺及流程•发光二极管应用领域与市场现状•发光二极管性能评价与测试方法目录•发光二极管前沿技术与发展趋势•总结与展望：未来挑战与机遇并存发光二极管基本概念与原理01发光二极管定义及发展历程01发光二极管（LED）是一种半导体发光器件，具有体积小、寿命长、节能环保等优点。
02发展历程：从20世纪60年代诞生至今，LED经历了从低亮度、低效率到高亮度、高效率的技术革新过程。
发光原理与结构特点发光原理LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的PN结。
当正向电压作用于PN结时，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。
结构特点LED芯片通常由多层薄膜结构组成，包括衬底、缓冲层、N型层、发光层、P型层等。
此外，为了提高光提取效率，还会在芯片表面制作粗糙结构或添加荧光粉。
材料选择与性能参数材料选择常用的LED材料包括GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaN（氮化镓）等。
不同材料具有不同的禁带宽度和发光波长，因此可以制作出不同颜色的LED。
性能参数评价LED性能的主要参数包括发光效率、色温、显色指数、寿命等。
其中，发光效率是衡量LED将电能转化为光能的能力的重要指标；色温则决定了LED发出光的颜色；显色指数反映了LED对物体颜色的还原能力；寿命则表示LED的耐用程度。
发光二极管制造工艺及流程02利用MOCVD 等设备，在蓝宝石或硅衬底上生长多层薄膜结构，形成发光层。
外延片生长芯片加工芯片测试与分选通过光刻、蚀刻等工艺，将外延片加工成具有特定电极结构的芯片。
对加工完成的芯片进行测试，筛选出性能符合要求的产品。
030201芯片制备工艺包括引脚式封装、表面贴装式封装等，不同封装技术适用于不同应用场景。
封装技术封装材料需具有良好的透光性、导热性和耐候性，常用材料包括环氧树脂、硅胶等。
模电课件第二章二极管及其放大电路
模电课件第二章二极管及 其放大电路
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
二极管PPT课件(完整版)
二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小， 二极管无单向导电性，二极管损坏.
二极管主要参数
参数名称 符号
解说
是指二极管长时间正常工作下， 最大整流电流 Im 允许通过二极管的最大正向电流
值。
反向电流
是指二极管加上规定的反向偏置
Ico 电压情况下，同过二极管的反向 电流值。
最大反向工作 电压
Urm
二极管工作时承受最大的反向电
压，处于
R1
正向偏置
状态
I+
VD1
E1
-
R1
二极 管导
通通
路
I
VD1
二极管导通的条件：
正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定程度，对于硅管 而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。
二极管截止状态工作原理
如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极
管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止， 二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反 向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会 击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。
极管的正极，红表笔接二极管的负极，此
时表针应向右偏转一个很大的角度，所指
示阻值较小。此时阻值越小越好。
测量正向电阻
解说
几十到几KΩ
说明二极管正向电阻正常。
正向电阻为零或远小于几 欧姆
说明二极管已经击穿。
几百KΩ
正向电阻很大，说明二极管已经开路。
几十KΩ
二极管正向电阻较大，正向特性不好。
测量时表针不稳定二极管Fra bibliotek极为R1
负电压，反向
偏置状态
E1
VD1
E1
模拟电子电路电子课件第一章二极管及其应用
18
第一章 二极管及其应用
（2）扩散电容 当PN结外加正向电压时，在空间电荷区两侧的扩散区内，少数载流子 的分布会随外加电压的变化而发生改变，形成电容效应，称为扩散电容。 PN结的势垒电容和扩散电容都是非线性电容。PN结的结电容为势垒电 容和扩散电容之和。由于结电容的存在，当工作频率很高时，结电容的影 响就不可忽略，如果工作频率过高，高频电流将主要从结电容通过，这将 会破坏PN结的单向导电性。
38
第一章 二极管及其应用
将交流电转换为直流电称为整流。具有单向导电性的二极管是最常用的 整流元件。
电动自行车充电器
39
第一章 二极管及其应用
一、单相半波整流电路
观察半波整流电路波形，实验电路如图所示。
单相半波整流电路 a)原理电路 b)实测半波整流波形
40
第一章 二极管及其应用
二、单相桥式整流电路
PN结外加正向电压
16
第一章 二极管及其应用
（2）PN结外加反向电压 PN结P区接低电位、N区接高电位时，称PN结外加反向电压，又称PN结 反向偏置，简称反偏，如图所示。这时，外电场与PN结内电场方向相同， 内电场被增强，PN结空间电荷区变宽。这使得多数载流子的扩散运动受阻， 但对少数载流子的漂移运动有利，从而形成极小的反向电流，反向电流的 方向由N区指向P区。
26
第一章 二极管及其应用
二极管内部结构示意图 a)点接触型 b)面接触型 c)平面型
27
第一章 二极管及其应用
二、二极管的型号命名
国产二极管的型号命名方法见表。
国产二极管的型号命名方法
28
第一章 二极管及其应用
三、二极管的主要参数
不同型号的二极管都有一些技术数据（即参数）作为它合理、安全使用 的依据。二极管的主要参数如下：
第一章 二极管及其应用
（2）扩散电容 当PN结外加正向电压时，在空间电荷区两侧的扩散区内，少数载流子 的分布会随外加电压的变化而发生改变，形成电容效应，称为扩散电容。 PN结的势垒电容和扩散电容都是非线性电容。PN结的结电容为势垒电 容和扩散电容之和。由于结电容的存在，当工作频率很高时，结电容的影 响就不可忽略，如果工作频率过高，高频电流将主要从结电容通过，这将 会破坏PN结的单向导电性。
38
第一章 二极管及其应用
将交流电转换为直流电称为整流。具有单向导电性的二极管是最常用的 整流元件。
电动自行车充电器
39
第一章 二极管及其应用
一、单相半波整流电路
观察半波整流电路波形，实验电路如图所示。
单相半波整流电路 a)原理电路 b)实测半波整流波形
40
第一章 二极管及其应用
二、单相桥式整流电路
PN结外加正向电压
16
第一章 二极管及其应用
（2）PN结外加反向电压 PN结P区接低电位、N区接高电位时，称PN结外加反向电压，又称PN结 反向偏置，简称反偏，如图所示。这时，外电场与PN结内电场方向相同， 内电场被增强，PN结空间电荷区变宽。这使得多数载流子的扩散运动受阻， 但对少数载流子的漂移运动有利，从而形成极小的反向电流，反向电流的 方向由N区指向P区。
26
第一章 二极管及其应用
二极管内部结构示意图 a)点接触型 b)面接触型 c)平面型
27
第一章 二极管及其应用
二、二极管的型号命名
国产二极管的型号命名方法见表。
国产二极管的型号命名方法
28
第一章 二极管及其应用
三、二极管的主要参数
不同型号的二极管都有一些技术数据（即参数）作为它合理、安全使用 的依据。二极管的主要参数如下：
二极管PPT课件
二极管的单向导电性
综上所述，二极管加正向电压大 于死区电压时才会导通，加反向电压 时管子处于截止状态，这一特性称为 二极管的单向导电性。
第13页/共21页
[例1.1] 图1-3所示电路中，当开关S闭合后，H1、H2两个指 示解 ：灯 ，由哪电 路一图个可可知能，发开光关 S？闭 合 后 ， 只 有 二 极 管 V 1 正 极 电 位 高 于 负 极 电 位 ，
(b)面接触型
结面积大、正向电流大、结 电容大，用于大电流整流电路。
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a ) 点接触型 外壳
铝合金小球 阳极引线
N型硅
PN结 金锑合金
底座
阴极引线 ( b ) 面接触型
第8页/共21页
(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。
1、半导体的特点：
（1）半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 。 （2）半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。 （3）在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强 。
半导体中两种携带电荷粒子： （1）空穴（带正电荷） （2）自由电子（带负电荷）
载流子
第1页/共21页
2、Ｐ型半导体和Ｎ型半导体
即处于正向导通状态，所以H1指示灯发光。
图1-3 [例1.1]电路图
第14页/共21页
4. 晶体二极管的主要参数
（1）最大整流电流IFM
指管子长期运行时，允许通过的最大直流电流。
（2）反向击穿电压UBR
指管子反向击穿时的电压值。
（3）最高反向工作电压URM
二极管正常工作时允许承受的最高反向电压 （约为UBR的一半）。
二极管的识别与应用课件高三通用技术二轮专题复习
二极管在开关电路中的应用
二极管作为开关元件，可以实现电路的通断控制 二极管在开关电路中的作用：保护电路、防止反向电流、稳定电压 二极管在开关电路中的种类：普通二极管、快速恢复二极管、肖特基二极管等 二极管在开关电路中的连接方式：串联、并联、混合连接等
二极管在稳压电路中的应用
稳压电路的作用：稳定电压，防止电压波动 二极管在稳压电路中的作用：利用二极管的单向导电性，实现电压的稳定 稳压电路的工作原理：通过调整二极管的工作状态，使输出电压保持稳定 二极管在稳压电路中的选型：根据电路需求选择合适的二极管类型和参数
二极管的质量鉴别
外观检查：观察二极管的外观是否完好，有无破损、变形、污渍等
标识检查：确认二极管的型号、规格、生产日期等信息是否清晰、完整
性能测试：使用万用表或专用测试设备对二极管的电压、电流、反向恢复时间等参数进行测试， 确认其性能是否符合标准
环境测试：在高温、低温、湿度等环境下测试二极管的性能，确认其稳定性和可靠性
引脚长度标注： 长引脚为正极， 短引脚为负极
检测仪检测： 使用二极管检 测仪，可以准 确判断二极管
的极性
二极管性能的检测
正向导通电压： 测量二极管两 端的电压，判 断其是否正常
反向截止电压： 测量二极管两 端的电压，判 断其是否正常
反向漏电流： 测量二极管两 端的电流，判 断其是否正常
温度特性：测 量二极管在不 同温度下的性 能，判断其稳 定性和可靠性
当二极管两端加上反向电压 时，电流几乎不能从一端流
向另一端
二极管具有单向导电性，因 此常用于整流、检波、开关
等电路中
二极管的分类
按照材料分类： 硅二极管、锗 二极管、砷化
镓二极管等
按照结构分类： 点接触型二极 管、面接触型 二极管、平面
二极管PPT课件
21
3.2.2 PN结的单向导电性
(3) PN结V- I 特性表达式
iD IS (e vD /VT 1)
其中 IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
iD/mA 1.0
0.5 iD=– IS
–1.0
–0.5
0
0.5
且在常温下（T=300K）
VT
kT q
0.026V
26 mV
PN结的伏安特性
因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移
内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
18
3.2.2 PN结的单向导电性
当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为 加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时
13
3. 杂质对半导体导电性的影响
掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大 的影响，一些典型的数据如下: 1 T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.4×1010/cm3 2 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度:
n=5×1016/cm3 3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3
以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。
14
本节中的有关概念
• 本征半导体、杂质半导体 • 施主杂质、受主杂质 • N型半导体、P型半导体 • 自由电子、空穴 • 多数载流子、少数载流子
15
3.2 PN结的形成及特性
3.2.1 PN结的形成 3.2.2 PN结的单向导电性 3.2.3 PN结的反向击穿 3.2.4 PN结的电容效应
3
3.2.2 PN结的单向导电性
(3) PN结V- I 特性表达式
iD IS (e vD /VT 1)
其中 IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
iD/mA 1.0
0.5 iD=– IS
–1.0
–0.5
0
0.5
且在常温下（T=300K）
VT
kT q
0.026V
26 mV
PN结的伏安特性
因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移
内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
18
3.2.2 PN结的单向导电性
当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为 加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时
13
3. 杂质对半导体导电性的影响
掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大 的影响，一些典型的数据如下: 1 T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.4×1010/cm3 2 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度:
n=5×1016/cm3 3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3
以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。
14
本节中的有关概念
• 本征半导体、杂质半导体 • 施主杂质、受主杂质 • N型半导体、P型半导体 • 自由电子、空穴 • 多数载流子、少数载流子
15
3.2 PN结的形成及特性
3.2.1 PN结的形成 3.2.2 PN结的单向导电性 3.2.3 PN结的反向击穿 3.2.4 PN结的电容效应
3
《发光二极管LED》课件
光衰问题
随着时间的推移，LED的 光输出会逐渐降低，这会 影响其使用寿命和性能。
成本问题
虽然LED具有较高的能效 和较长的寿命，但由于其 制造成本较高，初期投资 较大。
05 LED未来展望
技术创新与突破
新型材料研发
探索和开发具有更高发光 效率和更长寿命的新型 LED材料，如氮化镓、碳 化硅等。
芯片结构优化
LED照明产品可以提供舒适的视觉环境，同时还能实现节能环保，降低能源消耗和 减少碳排放。
LED照明产品还可以实现智能控制，通过与智能家居系统连接，实现远程控制和自 动化调节。
显示屏
LED显示屏是信息时代的产物， 以其高亮度、高分辨率、长寿命 等优点广泛应用于广告、媒体、
商业展示等领域。
LED显示屏可以实现动态画面和 高清视频的展示，提供震撼的视
觉效果，吸引观众的注意力。
LED显示屏还可以实现透明显示 和弯曲显示等多样化显示效果，
满足不同场合的需求。
交通信号
LED交通信号灯具有高亮度、 耐风雨、长寿命等优点，被广 泛应用于道路交通信号灯、红 绿灯等场合。
LED交通信号灯能够提供清晰 、准确的交通信号，提高道路 通行效率和交通安全性能。
LED交通信号灯还可以实现智 能控制和远程监控，提高交通 管理效率。
改进LED芯片的结构设计 ，以提高光提取效率、降 低能耗和提升稳定性。
封装技术升级
研发新型封装材料和工艺 ，以提高LED的散热性能 、耐久性和可靠性。
应用领域的拓展
智能照明
结合物联网、传感器和人工智能 技术，实现LED照明的智能化控
制和个性化定制。
植物照明
开发适用于植物生长的LED照明系 统，为农业种植提供高效、环保的 解决方案。
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开关二极管开关时间说明：
开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和。其中，开通时间是指开关二极管从截 止到导通所需的时间；反向恢复时间是指导通到截止所需的时间。
开关速度是很快的，而其反向恢复时间又远远大于开通时间，故在规格书中给出的 一般是反向恢复时间。
开关二极管的优点：
具有开、关速度快，体积小，可靠性强，使用寿命长等优点。
2.对开关电源次级整流的整流管，要求反向恢复时间要快，正向压降要小，整流效率要高，否则 会引起低压断电等故障。同时反向恢复时间过长，也会对PWM电路造成不良影响。
P&L
6
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型号
整流二形图片
US1x系列 VRM: 50-1000V、VFM: 1.0-1.7V、IFM: 30A、trr: 50-75ns
P&L
4
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第一章: 整流二极管
P&L
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整流二极管
整流二极管主要用于整流电路中，利用PN结的单向导电性把交流电转变成脉动直流电。
交流电
脉动直流流电
分类：普通整流二极管、快恢复整流二极管、肖特基整流二极管等。
一般在要求反向耐压及正向导通电流满足要求的基础上分为如下情况：
1.对开关电源初级整流的整流管或接有容性负载或感性负载处的整流管，要求承受浪涌 电压和浪 涌电流的能力较强.
P&L
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开关二极管
型号
PULS产品常用的开关二极管举列 参数
BAV99系列 VRM: 85V、VFM: ≤1.25V、IFM: 4.5A、trr: ≤4ns
MCL4148 VRM: 100V、VFM: 1.0V、IFM: 0.5A、trr: 4ns
BAV103
VRM: 250V、VFM: ≤1.0V、IFM: 1.0A、trr: ≤50ns
主要参数
稳定电压VZ: 稳压二极管在反向击穿区时的工作电压，这个数值随工 作电流和温度的不同略有变化。
稳定电流Iz：稳压二极管允许长期通过的最大稳压电流，稳压管的实 际工作电流要小于此IZ值，否则稳压管会因电流过大而 过热损坏。
动态电阻RZ：稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随 工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态
当V<VA时，此时电压不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为正向 死区，这个不能使二极管导通的电压称为死区电压。
当VA<V<VB时，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大迅速上升，在正常使用的电流 范围内，导通时二极管的端电压值几乎不变，这个电压称为二极管的正向电压。
BYV32E系列 VRM: 100-200V、VFM: ≤0.85V、IFM: 20A、trr: ≤25ns
BAW156
VRM: 85V、VFM: ≤1.25V、IFM: 4A、trr: ≤3µs
P&L
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第二章: 开关二极管
P&L
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开关二极管
开关二极管作用：
利用了二极管的单向导电特性。在PN结加上正向电压后，其导通电阻很小；而加上反 向电压后截止，其电阻很大。因此在电路中起到控制电流接通或关断的作用。
5.正向电压（VFM)：正向电压越大，二极管的功耗就越大，影响二极管的可靠性，其值越小 越好。硅二极管为0.7V，锗二极管为0.2V。因为要获得各种性能的PN结，制造商在设计PN 结时，都会对PN结的结构和掺杂进行改变，获得各种正向电压的二极管。
6.最高工作频率（FM)：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率，如果超过此频率进 行工作，二极管的单向导电性将会退化或消失。
二极管知识培训
刘德强
P&L
1
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二极管定义
定义：二极管也称为晶体二极管，是由空穴型p型半导体和电子型n型半导体结合而成 的PN结,
特点：单向导电性，正向导通，反向截止。
在电路中的作用：整流、稳压、开关、检波、变容、触发。
二极管的分类
按材料：硅二极管、锗二极管。 按用途：整流二极管、开关二极管、稳压二极管、瞬态电压抑制二极管、发光二极管、变容二极管等。 在电路
第二象限为二极管反向特性曲线，此时二极管正极电压小 于负极电压，电流从负极流向正极。
当V<VC时，反向电流很小，二极管截止状态，这个区域称 为反向死区，这个反向电流称为二极管的漏电流。
当V>VC时，反向电流迅速增大，此时二极管处于击穿状态 ,VC称为二极管的最高反向工作电压。
二极管处于击穿状态时，会失去单向导电的特性。
中符号
极性识别：所有二极管的封装都是在负极处标有色标，即色标处为负极。
负极
负极
负极
负极
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二极管的伏安特性
如图Fig-1所示为二极管伏安特性曲线。横坐标表示加在二极管两极的电压，纵坐标表示流过二极 管的电流。
第一象限为二极管正向特性曲线，此时二极管正极电压大于负极电压，电流从正极流向负极。
外形图片
P&L
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第三章: 稳压二极管(ZENER)
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稳压二极管
定义：稳压二极管（又叫齐纳二极管）是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管， 简称稳压管。
特性：主要利用其在反向电压临近击穿电压时反向电流急剧增大，发生可逆性击穿的特性 ，尽管电流在很大范围内变化，但二极管的电压基本稳定在击穿电压附近。
P&L
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二极管的主要特性参数
1.最大正向整流电流（IFM)：二极管长期连续工作时所允许通过的最大正向电流，如果电路 的实际工作电流超过这个电流，二极管会迅速发热并可能烧毁PN结，使二极管永久损坏。
2.最高反向工作电压（VRM)：当加在二极管两端的反向电压高到一定值时，二极管会击穿， 失去单向导电能力，这个击穿电压就是最高反向工作电压。
电阻则愈小。RZ= VZ/Iz.
稳压二极管的伏安特性
3.反向恢复时间（trr)：二极管两端从正向电压变成反向电压时，电流一般不能瞬时截止， 要延迟一定的时间，这个时间就是反向恢复时间，它直接影响二极管的开关速度。
4.反向饱和电流（IR)：也称为漏电流，在反向偏压一定的情况下，反向饱和电流的大小决 定了二极管本身的功耗，反向饱和电流越大，二极管的功耗就越大，本体就会发热。因此 反向饱和电流影响二极管的可靠性，其值越小越好。
开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和。其中，开通时间是指开关二极管从截 止到导通所需的时间；反向恢复时间是指导通到截止所需的时间。
开关速度是很快的，而其反向恢复时间又远远大于开通时间，故在规格书中给出的 一般是反向恢复时间。
开关二极管的优点：
具有开、关速度快，体积小，可靠性强，使用寿命长等优点。
2.对开关电源次级整流的整流管，要求反向恢复时间要快，正向压降要小，整流效率要高，否则 会引起低压断电等故障。同时反向恢复时间过长，也会对PWM电路造成不良影响。
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型号
整流二形图片
US1x系列 VRM: 50-1000V、VFM: 1.0-1.7V、IFM: 30A、trr: 50-75ns
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第一章: 整流二极管
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整流二极管
整流二极管主要用于整流电路中，利用PN结的单向导电性把交流电转变成脉动直流电。
交流电
脉动直流流电
分类：普通整流二极管、快恢复整流二极管、肖特基整流二极管等。
一般在要求反向耐压及正向导通电流满足要求的基础上分为如下情况：
1.对开关电源初级整流的整流管或接有容性负载或感性负载处的整流管，要求承受浪涌 电压和浪 涌电流的能力较强.
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开关二极管
型号
PULS产品常用的开关二极管举列 参数
BAV99系列 VRM: 85V、VFM: ≤1.25V、IFM: 4.5A、trr: ≤4ns
MCL4148 VRM: 100V、VFM: 1.0V、IFM: 0.5A、trr: 4ns
BAV103
VRM: 250V、VFM: ≤1.0V、IFM: 1.0A、trr: ≤50ns
主要参数
稳定电压VZ: 稳压二极管在反向击穿区时的工作电压，这个数值随工 作电流和温度的不同略有变化。
稳定电流Iz：稳压二极管允许长期通过的最大稳压电流，稳压管的实 际工作电流要小于此IZ值，否则稳压管会因电流过大而 过热损坏。
动态电阻RZ：稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随 工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态
当V<VA时，此时电压不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为正向 死区，这个不能使二极管导通的电压称为死区电压。
当VA<V<VB时，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大迅速上升，在正常使用的电流 范围内，导通时二极管的端电压值几乎不变，这个电压称为二极管的正向电压。
BYV32E系列 VRM: 100-200V、VFM: ≤0.85V、IFM: 20A、trr: ≤25ns
BAW156
VRM: 85V、VFM: ≤1.25V、IFM: 4A、trr: ≤3µs
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第二章: 开关二极管
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开关二极管
开关二极管作用：
利用了二极管的单向导电特性。在PN结加上正向电压后，其导通电阻很小；而加上反 向电压后截止，其电阻很大。因此在电路中起到控制电流接通或关断的作用。
5.正向电压（VFM)：正向电压越大，二极管的功耗就越大，影响二极管的可靠性，其值越小 越好。硅二极管为0.7V，锗二极管为0.2V。因为要获得各种性能的PN结，制造商在设计PN 结时，都会对PN结的结构和掺杂进行改变，获得各种正向电压的二极管。
6.最高工作频率（FM)：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率，如果超过此频率进 行工作，二极管的单向导电性将会退化或消失。
二极管知识培训
刘德强
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二极管定义
定义：二极管也称为晶体二极管，是由空穴型p型半导体和电子型n型半导体结合而成 的PN结,
特点：单向导电性，正向导通，反向截止。
在电路中的作用：整流、稳压、开关、检波、变容、触发。
二极管的分类
按材料：硅二极管、锗二极管。 按用途：整流二极管、开关二极管、稳压二极管、瞬态电压抑制二极管、发光二极管、变容二极管等。 在电路
第二象限为二极管反向特性曲线，此时二极管正极电压小 于负极电压，电流从负极流向正极。
当V<VC时，反向电流很小，二极管截止状态，这个区域称 为反向死区，这个反向电流称为二极管的漏电流。
当V>VC时，反向电流迅速增大，此时二极管处于击穿状态 ,VC称为二极管的最高反向工作电压。
二极管处于击穿状态时，会失去单向导电的特性。
中符号
极性识别：所有二极管的封装都是在负极处标有色标，即色标处为负极。
负极
负极
负极
负极
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二极管的伏安特性
如图Fig-1所示为二极管伏安特性曲线。横坐标表示加在二极管两极的电压，纵坐标表示流过二极 管的电流。
第一象限为二极管正向特性曲线，此时二极管正极电压大于负极电压，电流从正极流向负极。
外形图片
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第三章: 稳压二极管(ZENER)
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稳压二极管
定义：稳压二极管（又叫齐纳二极管）是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管， 简称稳压管。
特性：主要利用其在反向电压临近击穿电压时反向电流急剧增大，发生可逆性击穿的特性 ，尽管电流在很大范围内变化，但二极管的电压基本稳定在击穿电压附近。
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二极管的主要特性参数
1.最大正向整流电流（IFM)：二极管长期连续工作时所允许通过的最大正向电流，如果电路 的实际工作电流超过这个电流，二极管会迅速发热并可能烧毁PN结，使二极管永久损坏。
2.最高反向工作电压（VRM)：当加在二极管两端的反向电压高到一定值时，二极管会击穿， 失去单向导电能力，这个击穿电压就是最高反向工作电压。
电阻则愈小。RZ= VZ/Iz.
稳压二极管的伏安特性
3.反向恢复时间（trr)：二极管两端从正向电压变成反向电压时，电流一般不能瞬时截止， 要延迟一定的时间，这个时间就是反向恢复时间，它直接影响二极管的开关速度。
4.反向饱和电流（IR)：也称为漏电流，在反向偏压一定的情况下，反向饱和电流的大小决 定了二极管本身的功耗，反向饱和电流越大，二极管的功耗就越大，本体就会发热。因此 反向饱和电流影响二极管的可靠性，其值越小越好。