《二极管工作原理》PPT课件
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二极管及其基本电路ppt课件
精选PPT课件
2
§3.1半导体基本知识
半导体器件特点： 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、 功率转换效率高。
3.1.1 半导体材料：（Semiconductor materials)
10-3
导体
如金属等
半导体
10+9
绝缘体
ρ(Ω-cm )
如橡皮、塑料等
典型半导体：硅Si、精选锗PPGT课e件、砷化镓GaAs等
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9
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。
11
3.1.4 杂质半导体 1. N型半导体
硅原子
多余电子
硅(锗) +磷 N型半导体
五价杂质原子只有四个 价电子能与周围四个半导体 原子中的价电子形成共价键
多余的一个价电子因 无共价键束缚而很容易形
Si Si
P
Si
成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原
子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，
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10
§3.1 半导体基本知识 3.1.4 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。
掺入的杂质主要是三价或五价元素。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷） P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）
《二极管工作原理》课件
检波电路
检波电路
利用二极管的导通和截止特性，从调频信号 中提取出调制信号。
检波过程
利用二极管将调频信号的负半周通过负载， 正半周被截止，从而得到调制信号。
调频信号
通过改变载波的频率来传递信息。
调制信号
包含信息的信号，可以是音频、视频或数据 信号。
开关电路
开关电路
利用二极管的单向导电 性，实现电路的通断控
STEP 03
反向结构中，PN结的电 阻较大，因此电流较小。
当反向电压施加在二极管 上时，电流无法通过PN 结，因此二极管处于截止 状态。
PN结
PN结是二极管的核心部分，由P型半导体和N型半导 体相接触形成。
在PN结中，存在一个由N型半导体指向P型半导体的 电场，该电场可以阻止多数载流子的运动。
当正向电压施加在PN结上时，多数载流子会克服电场 阻力而流动，形成电流。当反向电压施加时，多数载
流子被阻止流动，电流无法形成。
Part
03
二极管的工作原理
正向导通
正向导通是指当二极管两端加上正向电压时，二极管正向导通，电流可以通过二极 管。
正向导通的原因是二极管内部的PN结在正向电压作用下变薄，使得电子和空穴能够 更容易地通过，形成电流。
正向导通时，二极管的电阻很小，因此电流较大。
反向截止
反向电流限制
应控制二极管的反向电流在规定范围 内，以防止过热或性能退化。
工作温度
二极管的工作温度应保持在规定范围 内，避免过高或过低的温度影响其性 能和可靠性。
焊接与安装
在焊接和安装二极管时，应遵循正确 的工艺要求，避免过热或机械应力造 成损坏。
THANKS
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二极管和三极管原理ppt课件
37
① N沟道结型场效应管
基底:N型半导体
D（drain）
两边是P区
G（grid）
N PP
D G
D G
S
S
S（source）
精导品pp电t 沟道
38
② P沟道结型场效应管
D（drain）
G（grid）
P NN
S（source）
精品ppt
D G
D G
S
S
39
工作原理（以P沟道为例）
① 栅源电压UGS对导电沟道的影响
14
+
Si
Si
B
BSi
Si
Si
Si
空穴
掺硼的半导体中，空穴的数目远大于自由电子的数目。空
穴为多数载流子，自由电子是少数载流子，这种半导体称为空 穴型半导体或P型半导体
一般情况下，掺杂半导体中多数载流子的数量可达到少数
载流子的1010倍或更多精。品ppt
15
二、半导体二极管
精品ppt
16
PN 结的形成
精品ppt
26
由于少数载流子数量很少，因此反向电流不大，即 PN结呈现的反向电阻很高。 （换句话说，在P型半导 体中基本上没有可以自由运动的电子，而在N型半导体 中基本上没有可供电子复合的空穴，因此，产生的反向 电流就非常小。）
值得注意的是：因为少数载流子是由于价电子获 得热能(热激发)挣脱共价键的束缚而产生的，环境温度 愈高，少数载流子的数目愈多。所以温度对反向电流的 影响很大。
在金属导体中只有电子这种载流子，而半导体中存在空
穴和电子两种载流子，在外界电场的作用下能产生空穴流和
电子流，它们的极性相反且运动方向相反，所以，产生的电
发光二极管工作原理及应用 ppt课件
N
24
元素周期表
P-N结 光 的 颜 色 视 做
成 PN 结的材料 和发光的波长 而定，而波长 与材料浓度有 关。如采用磷 砷化镓可以发 出红光或黄光 ；采用磷化镓 则发出绿光
P
半导体发光二极管的结构示意图
LED应用
25
1、 指示灯、信号灯 2 、数字显示用显示器 利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。
+4
硅原子结构示意图
硅、锗原子 锗原子结构示意图 的简化模型
2. 本征半导体 本征半导体就是完全纯净的半导体 (提纯的晶体) 平面结构 立体结构
+4 +4 +4
7
+4
+4
+4
+4
+4
+4
8
本 征 激 发 产 生 电 子 和 空 穴 +4 +4 +4 自由电子 +4
+4
+4
+4
+4
+4
空穴
载 流 子
U
9 +4
+4
在 外 电 场 作 用 下
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
U
10 +4
+4
在 外 电 场 作 用 下
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
U
11 +4
+4
在 外 电 场 作 用 下
+4
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元素周期表
P-N结 光 的 颜 色 视 做
成 PN 结的材料 和发光的波长 而定，而波长 与材料浓度有 关。如采用磷 砷化镓可以发 出红光或黄光 ；采用磷化镓 则发出绿光
P
半导体发光二极管的结构示意图
LED应用
25
1、 指示灯、信号灯 2 、数字显示用显示器 利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。
+4
硅原子结构示意图
硅、锗原子 锗原子结构示意图 的简化模型
2. 本征半导体 本征半导体就是完全纯净的半导体 (提纯的晶体) 平面结构 立体结构
+4 +4 +4
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+4
+4
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+4
+4
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本 征 激 发 产 生 电 子 和 空 穴 +4 +4 +4 自由电子 +4
+4
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+4
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空穴
载 流 子
U
9 +4
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在 外 电 场 作 用 下
+4
+4
+4
+4
+4
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U
10 +4
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在 外 电 场 作 用 下
+4
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+4
+4
+4
+4
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U
11 +4
+4
在 外 电 场 作 用 下
+4
二极管及应用PPT课件
NO.3 光电（光敏）二极管
1、符号
NO.3 光电（光敏）二极管
2、特性：将光信号转变成电信号 3、工作条件：加反向电压。工作在反向偏置状态（反向 截止区）。
NO.3 光电（光敏）二极管
4、主要参数： （1）最高工作电压 VRM：光电二极管在无光照条件下，反 向电流不超过 0.1 A 时所能承受的最高反向电压。VRM 越 大，管子性能越稳定。
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ④两正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 假设两个硅稳压二极管，VZ1的稳压值是6V，VZ2的稳压值是
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两并联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两串联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
NO.4 变容二极管
《光电二极管》PPT课件
4. i层的引入加大了耗尽区，展宽了光电转换的有效工作 区域，从而使灵敏度得以提高。
17
18
2.时间特性
由于耗尽层宽度小，度越时间小但量子效率将变 低，决定了频率特性（带宽）与响应度之间的矛 盾关系。
耗尽层宽度的选取，在保证响应度的情况下，Si 和Ge材料，一般为20-50μm，渡越时间大于200ps； InGaAs材料，一般为3-5μm，渡越时间30-50ps。
npn称3DU型光电三极管
pnp称3CU型光电三极管
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（npn）型
•结构：以n型硅片作为衬底，扩散硼而形成p型，再扩散 磷而形成重掺杂n＋层，并涂sio２作为保护层。在重掺杂 n+引出一个电极称为集电极，由中间的p型层引出一个基 极b，也可以不引出，而在n型硅片的衬底上引出发射极e。
38
3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管。结构和普通晶体管类似，只是在材 料的掺杂情况、结面积的大小和基极引线的设置上和普通晶体管不同。因为光电 三极管要响应光辐射，受光面即集电结(bc结)面积比一般晶体管大。另外，它是 利用光控制集电极电流的，所以在基极上既可设置引线进行电控制，也可以不设， 完全由光来控制。
2.雪崩倍增过程
当光电二极管的pn结加相当大的反向偏压时，在耗尽层内将产生一个很高的电场， 它足以使在强电场区漂移的光生载流子于获得充分的动能，通过与晶格原子碰 撞将产生新的电子－空穴对。新的电子－空穴对在强电场作用下。分别向相反 的方向运动，在运动过程中又可能与原子碰撞再一次产生新的电子—空穴对。 如此反复，形成雪崩式的载流子倍增。这个过程就是APD的工作基础。
3. 光谱响应
光电二极管的光谱响应定义：以等功率的不同单色 辐射波长的光作用于光电二极管时，其电流灵敏度与波 长的关系称为其光谱响应。
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2.时间特性
由于耗尽层宽度小，度越时间小但量子效率将变 低，决定了频率特性（带宽）与响应度之间的矛 盾关系。
耗尽层宽度的选取，在保证响应度的情况下，Si 和Ge材料，一般为20-50μm，渡越时间大于200ps； InGaAs材料，一般为3-5μm，渡越时间30-50ps。
npn称3DU型光电三极管
pnp称3CU型光电三极管
37
（npn）型
•结构：以n型硅片作为衬底，扩散硼而形成p型，再扩散 磷而形成重掺杂n＋层，并涂sio２作为保护层。在重掺杂 n+引出一个电极称为集电极，由中间的p型层引出一个基 极b，也可以不引出，而在n型硅片的衬底上引出发射极e。
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3DU型光电三极管是以p型硅为基极的三极管。结构和普通晶体管类似，只是在材 料的掺杂情况、结面积的大小和基极引线的设置上和普通晶体管不同。因为光电 三极管要响应光辐射，受光面即集电结(bc结)面积比一般晶体管大。另外，它是 利用光控制集电极电流的，所以在基极上既可设置引线进行电控制，也可以不设， 完全由光来控制。
2.雪崩倍增过程
当光电二极管的pn结加相当大的反向偏压时，在耗尽层内将产生一个很高的电场， 它足以使在强电场区漂移的光生载流子于获得充分的动能，通过与晶格原子碰 撞将产生新的电子－空穴对。新的电子－空穴对在强电场作用下。分别向相反 的方向运动，在运动过程中又可能与原子碰撞再一次产生新的电子—空穴对。 如此反复，形成雪崩式的载流子倍增。这个过程就是APD的工作基础。
3. 光谱响应
光电二极管的光谱响应定义：以等功率的不同单色 辐射波长的光作用于光电二极管时，其电流灵敏度与波 长的关系称为其光谱响应。
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
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
半导体二极管ppt课件
快 恢 复 二 极 管
形形色色的二极管
肖 特 基 二 极 管
二极管的封装 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中
的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管
通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，
五、二极管的检测 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
用万用表检测普通二极管的好坏 测试图如图所示
1、万用表置于R×1k挡。测量正向电阻时，万用表的黑表
笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。
2、万用表置于R×1k挡。测量反向电阻时，万用表的红表
稳压管在电路中主要 功能是起稳压作用。
击穿 特性
稳压管的伏安特性曲线
正向 特性
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
形形色色的二极管
高频二极管
阻尼二极管
金属封装整流二极管
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
发光二极管
形形色色的二极管
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
高，主要用于信号检测、取样、小电流整流等
整流二极管（2CZ、2DZ等系列）的IFM较大，fM很
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）。
《发光二极管》PPT课件
智能交通
LED可用于智能交通系统，如交通信号灯、车载显示屏等。LED具有高亮度、快速响应等特点， 有助于提高交通安全性和通行效率。
04
发光二极管性能评价与测试方法
光电性能参数测试方法介绍
发光强度测试
通过光度计测量发光二极管的发光强 度，以坎德拉（cd）为单位表示。
光通量测试
色温与显色指数测试
采用色温计和显色指数计测量发光二 极管的色温及显色指数，评估其光源 质量。
微型化与集成化
未来发光二极管将更加注重微型 化和集成化，以适应可穿戴设备、
微型显示器等领域的需求。
智能化发展
结合人工智能、物联网等技术， 实现发光二极管的智能化控制和 应用。
环保与可持续发展
推动环保材料的使用和生产过程 的绿色化，促进发光二极管行业 的可持续发展。
加强产学研合作
通过加强产学研合作，推动发光 二极管技术的创新和应用。
微型化和集成化发展趋势预测
1实现更高密度的集成。
集成化趋势 通过将多个发光二极管芯片集成在一个封装内， 实现多功能、高性能的LED模块。
3
应用前景
微型化和集成化趋势将推动发光二极管在物联网、 智能传感器等领域的应用拓展，提升照明和显示 技术的智能化水平。
《发光二极管》PPT课件
目录
• 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 • 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
01
发光二极管基本概念与原理
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。
LED可用于智能交通系统，如交通信号灯、车载显示屏等。LED具有高亮度、快速响应等特点， 有助于提高交通安全性和通行效率。
04
发光二极管性能评价与测试方法
光电性能参数测试方法介绍
发光强度测试
通过光度计测量发光二极管的发光强 度，以坎德拉（cd）为单位表示。
光通量测试
色温与显色指数测试
采用色温计和显色指数计测量发光二 极管的色温及显色指数，评估其光源 质量。
微型化与集成化
未来发光二极管将更加注重微型 化和集成化，以适应可穿戴设备、
微型显示器等领域的需求。
智能化发展
结合人工智能、物联网等技术， 实现发光二极管的智能化控制和 应用。
环保与可持续发展
推动环保材料的使用和生产过程 的绿色化，促进发光二极管行业 的可持续发展。
加强产学研合作
通过加强产学研合作，推动发光 二极管技术的创新和应用。
微型化和集成化发展趋势预测
1实现更高密度的集成。
集成化趋势 通过将多个发光二极管芯片集成在一个封装内， 实现多功能、高性能的LED模块。
3
应用前景
微型化和集成化趋势将推动发光二极管在物联网、 智能传感器等领域的应用拓展，提升照明和显示 技术的智能化水平。
《发光二极管》PPT课件
目录
• 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 • 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
01
发光二极管基本概念与原理
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。
《二极管工作原理》课件
二极管的发展历程
二极管的历史可以追溯到20世纪初。随着半导体技术和微电子学的进步，二极管的性能不断提高，应用 领域也不断扩大。
总结和重点讲解
本课件通过介绍二极管的定义、结构、正反向特性、工作原理、应用场景和 发展历程等内容，希望使大家能够深入理解二极管的工作原理，并在实际应 用中发挥出更大的作用。
二极管的应用场景
发光二极管（LED）
将电能转化为光能，广泛应用于照明、显示和 指示等领域。
整流二极管
将交流电转换为直流电，用于电源和电路的转 换和稳定。
稳压二极管（Zener）
具有稳定的逆向击穿电压，用于电路稳定和调 节电压。
光电二极管
将光能转化为电能，应用于光电传感、光通信 和太阳能电池等领域。二极管的工作原理1
内部电场
2
P区和N区形成内部电场，在没有外加
电压时阻止电子和空穴的扩散。
3
截止状态
4
反向偏置时，内部电场增强，阻止电 子和空穴的扩散，使二极管处于截止
状态。
电子结构
二极管由PN结构组成，其中P型半导 体富含正空穴，而N型半导体富含自 由电子。
导通状态
正向偏置时，内部电场减弱，允许电 子和空穴相遇并导电。
《二极管工作原理》PPT 课件
二极管是一种电子器件，具有独特的结构和工作原理。本课件将全面介绍二 极管的定义、正向特性、反向特性以及应用场景等内容，并回顾其发展历程。
什么是二极管？
二极管是一种具有两个电极的电子器件，由P型半导体和N型半导体材料组成。 其结构简单紧凑，具有卓越的电子特性和广泛的应用领域。
二极管的正向特性
在正向偏置下，二极管呈现出特定的电流与电压关系。当正向电压达到一定值时，二极管将导通，带来 电流的流动。正向特性是二极管常见应用的基础。
二极管PPT课件完整版
二极管导通和截止工作状态判断方法
分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。
下表是二极管工作状态识别方法，表中，“＋”表示正极性电
压，“－”表示负极性电压。
电压极性及状态
工作状态
+ 正向偏置电压足够大 二极管正向导通，两引脚间电阻很小.
-
正向偏置电压不够大
二极管不足以正向导通，两引脚间内阻 还比较大.
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
测量时表针不能稳定在某一阻值上，二极 管稳定性能差。
火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
2.二极管故障处理方法
二极管故障种类和特征
故障名称
故障特征
开路
二极管正、负极之间已经断开，正向和反向电阻均 为无穷大。二极管开路后，它的负极没有电压输出。
击穿
二极管正负极间已经通路，正反向电阻一样大。二 极管击穿后，不一定表现为正负极间电阻为零，会 有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出，会出 现电路过流故障。
解说
新电路符号
电路符号中表示出两根引脚，通过三角 形表示正极、负极引脚.
旧电路符号
比较新旧两种符号的不同之处是，三角 形老符号要涂黑，新符号不涂黑.
发光二极管 在普通二极管符号的基础上，用箭头形
符号
象的表示了这种二极管能够发光。
稳压二极管 它的电路符号与普通二极管电路符号不
符号
同之处在于负极表示方式不同。
火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。
下表是二极管工作状态识别方法，表中，“＋”表示正极性电
压，“－”表示负极性电压。
电压极性及状态
工作状态
+ 正向偏置电压足够大 二极管正向导通，两引脚间电阻很小.
-
正向偏置电压不够大
二极管不足以正向导通，两引脚间内阻 还比较大.
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
测量时表针不能稳定在某一阻值上，二极 管稳定性能差。
火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
2.二极管故障处理方法
二极管故障种类和特征
故障名称
故障特征
开路
二极管正、负极之间已经断开，正向和反向电阻均 为无穷大。二极管开路后，它的负极没有电压输出。
击穿
二极管正负极间已经通路，正反向电阻一样大。二 极管击穿后，不一定表现为正负极间电阻为零，会 有一些电阻值。负极没有正常信号电压输出，会出 现电路过流故障。
解说
新电路符号
电路符号中表示出两根引脚，通过三角 形表示正极、负极引脚.
旧电路符号
比较新旧两种符号的不同之处是，三角 形老符号要涂黑，新符号不涂黑.
发光二极管 在普通二极管符号的基础上，用箭头形
符号
象的表示了这种二极管能够发光。
稳压二极管 它的电路符号与普通二极管电路符号不
符号
同之处在于负极表示方式不同。
火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
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1. 本征半导体和杂质半导体
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体。 如晶体硅和锗，它们的最外层电子都是四个。
硅
锗
4个价电子，恰好与 相邻4个原子的价电 子组成4个共价键。 呈束缚状态
在获得一定能量后，某些价电子脱离共价键的 束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空 位，称为空穴。
总是成对出现，可自由移动
空穴
+4 +4
载流子
自由电子
+4
+4
浓度低，导电 能力弱
共价键结构
在本征半导体中掺入某些杂质，可使半导体的 导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价 或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质 半导体. 1.N型半导体（Negative type 电子型半导体） 掺入五价的元素(磷、砷、锑 ) 2.P型半导体（Positive type 空穴型半导体） 掺入三价的元素（硼）
第二章 半导体器件
（二极管、三极管、场效应管）
2.1 半导体基础知识
1.本征半导体和杂质半导体
2.PN结的形成 3.PN结的单向导电原理
2.2 半导体二极管
4.二极管及其主要参数 5.稳压二极管
2.3 半导体三极管
6.三极管的结构
2.1 半导体基础知识
半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的 物质，如锗、 硅、砷化镓和一些 硫化物、氧化物等。 特点: 1.受外界热和光的作用时，导电能力明显变化。 2.纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明 显改变。 分类：本征半导体、杂质半导体
用于判断管子性 能
由此可得出结论：PN结具有单向导电性.
2.2 半导体二极管 4. 二极管及其主要参数
(1) 基本结构 PN结加上引线和管壳， 就成为半导体二极管。
二极管的符号：
按材料分：硅管，锗管 按结构工艺分：
点接触型 (只能通过较小 的电流) 面接触型 (可通过较大的电流
发射结
下节课预习内容：
2.3.2 三极管的电流放大原理 2.3.3 三极管的共射特性曲线 2.3.4 三极管的主要参数
作业：P38 2-2，2-7
I
U
UZ
IZ
IZ
IZmax
例1：图中二极管的导通压降是0.7V，求UO。
2Ω
+ _
6V
2Ω
UO
+ _
6V
4Ω
UO
UO = 5.3 V
UO = 0.7 V
二极管起钳位作用
例2：下图中二极管均为锗管，判断图中的二 极管是导通还是截止，并求UO。 +
6V
+
8V
UO
10V
UO
5V
－
导通，UO = －6.2 V
三极管的结构示意图: collector \ base \ emmiter 集电极 集电极
C
B N P N E P N P E
C
B
基极
基极
发射极 NPN型
发射极 PNP型
三极管具备电流放大作用的内部结构条件:
集电区： 面积较大
C 集电结 N P N E
基区：较薄， 掺杂浓度低
B
发射区：掺
杂浓度较高
硅管0~0.5V 锗管0~0.1V
正向
导通压降: 硅管0.7V, 锗管0.2V
死区 电压
U
反向击穿电 压U(BR)
反向
反向饱和电流
外电场不足以克服 内电场,电流很小
(3)二极管的主要参数（自学）
①最大整流电流 IFM ②最高反向电压URM ③反向饱和电流 IR
④最高工作频率fM
5. 稳压二极管
稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管。它 在电路中与适当数值的电阻配合后能起稳定电压 的作用。
PN结的几种叫法：
空间电荷区：
留下的是不能运动的离子
耗尽层： 多子扩散到对方被复合掉 阻挡层： 形成的内电场阻止多子扩散
运动
3. PN结的单向导电原理
（1）PN结外加正向电压，P加高电位(正向偏置)
PN结的动态平衡被打破
内电场被（ ） 削弱 薄
空间电荷区变（ ）
＋ － 有利于（ ）扩散
多子
形成较（ ）扩散电流 大 PN结处于（ ）状态 导通
（2）PN结外加反向电压，N端高电位(反向偏置)
PN结的动态平衡被打破
内电场被（）
空间电荷区变（）
增强
厚
多子
－
＋
不利于（）扩散
只形成（）漂移电流 很小
PN结处于（）状态 截止 由于漂移电流（反向饱和电流）很小，可近似为零
1. PN结正偏时，呈现低电阻，具有较大的正向 扩散电流，视为导通； 2. PN结反偏时，呈现高电阻，具有很小的反向 漂移电流，近似截止；
符号：
+
-
特点:工作在反向击穿区，其反向击穿是可逆的.
作用: 稳定电压，非单向导电.
稳压管的伏安特性： 反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小。 当反向电压增高到击穿电压时， 反向电流剧增，稳压管反向击穿。 击穿后，电流虽大范围变化， 但稳压管两端电压变化很小 UZ IZmin
曲线越陡，电 压越稳定。
－
截止，UO = － 5 V
例3：二极管半波整流
整流电路
2.3 半导体三极管 6.三极管的结构
1947年12月23日美国贝尔实验室发明一个器件， 可以通过微弱电流控制大得多的电流，因而产生了放 大效应。这个器件就是在科技史上具有划时代意义的 成果——晶体管
“献给世界的圣诞节礼物”，“1956年诺贝尔物理”
N 型半导体 （以带负电的电子导电为主） 在硅或锗晶体中掺入少量的磷（五价元素） 自由 电子
+4 +4
+ + + + + + + + + + + +
+5
+4
+ + + + + +
+ + + + + +
磷原子
自由电子>>空穴
（多子） （少子）
正离子
自由电子
P 型半导体 （以带正电的空穴导电为主） 在硅或锗晶体中掺入少量的硼（三价元素） 空穴
－ － － － － － － － － － － －
P区
－ － － － － － － － － － － －
—
N区
多子扩散
复合
(耗尽层) 形成空间电荷区 (阻挡层)
E
+
有利少子漂移运动
阻碍多子扩散运动
内电场 动态平衡
PN结中有两种运动 扩散运动：由载流子浓度差引起的多子的运动 漂移运动：由电场作用引起的少子的运动
+4
+3 +4 +4
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － － － － － － － －
硼原子 自由电子<<空穴
空穴 多子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度， 少子的浓度主要取决于温度。
负离子
2. PN 结的形成
PN结
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +