电工学第二讲PPT课件

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二极管电路分析举例
定性分析：判断二极管的工作状态
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。 “开关特性”
否则，正向管压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
问题：如何判断二极管是导通还是截止？ 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202向1 偏置 )，二极管截止 10
正负对称限幅电路:
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14.4 稳压二极管
1. 符号
2. 伏安特性
I
_+
稳压管正常工作
时加反向电压
UZ
O
U
稳压管反向击穿后，
电流变化很大，但其
两端电压变化很小， 利用此特性，稳压管
UZ
IZ
IZ IZM
在电路中可起稳压作 用。
(3)本征半导体中加入三价杂质元素，便形成P型半导 体。其中空穴是多数载流子，电子是少数载流子， 此外还有不参加导电的负离子。
(4)杂质半导体中，多子浓度决定于杂质浓度，少子由
本征激发产生，其浓度与202温1 度有关。
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(5) PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流， 呈现低电阻，PN结导通； (6) PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流， 呈现高电阻，PN结截止。
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例2: D2
D1
3k 6V
12V
求：UAB
两个二极管的阴极接在一起
A +
取 B 点作参考点，断开二极
UAB 管，分析二极管阳极和阴极 – B 的电位。
V1阳 =－6 V，V2阳=0 V，V1阴 = V2阴= －12 V
UD1 = 6V，UD2 =12V
∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通， D1截止。
t
二极管阴极电位为 8 V
ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V
ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
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二极管的应用面很广，都是利用它的单向导电性。 可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中 作为开关元件。
二极管的应用举例1：二极管半波整流
ui
ui
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 指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流。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。
第十四章
二极管和晶体管
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复习：
(1)本征半导体中有两种载流子导电，自由电子和空穴 ，但载流子数目极少, 其导电性能很差。温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。
(2)本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导 体。其中电子是多数载流子，空穴是少数载流子， 此外还有不参加导电的正离子。
例1： D
3k 6V
12V
V阳 =－6 V
A
+
电路如图，求：UAB
UAB
取 B 点作参考点，
– B
断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电
位。
V阴 =－12 V
V阳>V阴 二极管导通
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
在这里，二极管起钳位作用。
正向 特性
I/mA 锗管 硅管 P +
–N
P– + N
死区电压
反向击穿电压
反向电流 在一定电压
UBR
O
IR
UD
死区电压 Uth ： 硅管 0.5 V 锗管 0.1 V
U/V
范围内保持 常数。
导通压降 UD ： 硅管 0.6 ~ 0.7V
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。
反向 特性
二极管可看作理想二极管。加正向电压时，二极管导
通，正向电压降和正向电阻等于零，二极管相当于短
路；加反向电压时，二极管截止，反向电流等于零，
反向电阻等于无穷大，二2极021管相当于开路。
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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。
由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。
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14.3 半导体二极管
一、普通二极管
1. 基本结构
(1) 按结构分类
点接触型、面接触型。
Ｐ
(2) 按材料分类
阳极
硅管、锗管。
(3) 按用途不同分类
普通管、整流管、开关管等。
N
阴极
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半导体二极管实物图片
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二、伏安特性
(1) 实际特性
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
D流1过承受D2反的向电电流压为为I－D26V1324mA钳隔在位离这作 作里用 用，， 。DD21起起
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例3：
+ ui –
R
D 8V
ui
18V 8V
+ uo
–
已知：ui 1s8intV
二极管是理想的，试画出
uo 波形。
参考点
在这里，D 起限幅 (或削波) 作用。
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。
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。
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14.3.3 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
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锗管 0.2 ~ 0.3V
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外加电压大于死区电压二
极管才能导通。
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I
I
0 UD U
近似特性
0 U
理想特性
当电源电压与二极管导通时的正向电压降相差不 多时，正向电压降不可忽略。二极管的电压小于其导 通电压的正向电压降时，二极管截止，电流等于零； 二极管导通后，正向电压降恒等于UD。
当电源电压远大于二极管导通时的正向电压降时，
RL
uo
t
uo
t
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二极管的应用举例2：
如图由RC构成微分电路，当输 入电压ui为矩形波时，试画出
U
ui
输出电压uo的波形。设uc(0) =0
0 uR t1
t2
t
ui
R
uR RL
0
t
uo
uo
二极管起检波作用，除去正尖
脉冲。
0
t
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二极管的应用举例3：
设输入电压ui=10sinωt(V), Us1=Us2=5V。D为理想二极管