二极管介绍与生产工艺精品PPT课件
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掺杂性:往纯净的半导体内 掺入某些杂质导电能力明显 改变
完全纯净半导体晶体为本征 半导体。共价键中两个电子 束缚在共价键中成为束缚电 子 常温热激发，价电子获得能 量脱离共价键成为自由电子 ，留下空穴,称为本征激发 外加电压时，空穴吸引临近 电子来补，相当于空穴迁徙 ，电子和空穴数量很少，形 成弱电流
1
© US I. All rights reserved.
二极管简介
二极管的构成
晶体二极管是由P型半导体和N型半导体烧结形成的P-N结界面。图为常见二极管外形及表示方法
Kinds of diodes
Light emitting diode
普通二极管用符号D表示。
+
-
线路符号
电流只能从二极管的正极流向负极
二极管的应用
二极管在电路中主要起稳压，检波，整流，钳位，限幅等作用。
检波
整流
钳位
稳压
2
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半导体导电特性
Items
Image Characterization
半导体 基本特
性
本征半 导体
Description
热敏性:温度升高，导电增 强 光敏性:光照增强，导电能 力变化
If
电流通过管子管芯发热， 超温会使管芯过热损坏
最高反向 工作压
二极管两端反向电压高到一定值时，管 子击穿，失去单向导电能力。
Ud
IN4001二极管反向耐压为 50V，IN4007为1000V
6
二极管主要参数
反向 电流
Id
二极管在常温（25℃）和最高反向电压 作用下，流过的反向电流。
反向电流越小，单向导 电性能越好
Voltage 击穿 损坏
▪ 反向电击穿 ▪ 过热则永久损坏 ▪ 若未引起击穿过热
则不一定损坏
常温下硅管的反向电流比锗管小得多，小功率硅 管的反向饱和电流在nA数量级，锗管在μA数量级
5
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二极管主要参数
最大整 二极管长期工作，允许的最大正向平均电 流电流 流值，其与PN结面积及散热条件等有关。
7.二极管生产问题分析..............................................30 8.二极管构造分类.................................................. 32 8.国产二极管型号命名..............................................33 9.各类型二极管常用检测法..........................................34
5.1.二极管稳压电路.......................................................8 5.2.二极管检波电路.......................................................9 5.3.二极管钳位电路......................................................10 5.4.二极管整流应用......................................................11
3
半导体导电特性
Itemsຫໍສະໝຸດ Baidu
Image Characterization
杂质 半
导体
PN结 导
电特 性
Description
N型掺入极高浓度五价元素， 自由电子浓度远大于空穴。自 由电子称多子，空穴称少子 P型掺入极高浓度三价元素， 空穴浓度远大于自由电子。空 穴称多子，自由电子称少子
PN结加正向电压，内电场削 弱，多子形成扩散导通状态 PN结加反向电压，少子漂移 增强，少子的数量很少 形成 很小的反向电流，截止状态
6.二极管生产工艺流程..............................................14
6.1.半导体扩散工艺......................................................15 6.2.二极管制造中序......................................................26
▪ 反向电压很小 ▪ 反向漏电流很小 ▪ 二极管反向截止 ▪ 反向漏电流受温
度影响 ▪ 大于反向击穿电压 ▪ 反向电流突然增大 ▪ 失去单向导电性
Voltage 正常导 通状态
▪ PN结内电场完全削弱 ▪ 电流随电压增大上升 ▪ 二极管导通压降不变
阈值电压Vth，硅管约为0.5V，锗管约为0.1V。正 向导通压降硅管约为0.6~0.8V锗管的约为0.2~0.3V
最高工 作频率
Fm
Fm是二极管工作的上限频率。高于该
频率将不能正常工作
Fm取决于PN结面积， PN结面积越大，Fm越低
7
二二二极极极管管管构构稳造造分压分类电类路
Project 二极管稳压电路
形式一
形式二
输出电压U0取自稳压管VZ两端，故U0=Uvz。当 电源电压上升，由于稳压二极管的稳压作用，
二极管介绍与生产工艺
Contents List 目录
1.二极管简介.......................................................2 2.半导体的导电特性.................................................3 3.二极管的电气特性.................................................5 4.二极管的主要参数.................................................6 5.二极管应用电路...................................................8
4
二极管电气特性
正向特性
反向特性
二极管处 于死区 0~Vth
▪ 正向电压很小 ▪ 未克服PN结内电场 ▪ 正向电流几乎为0
Vth
导通进 >Vth 行状态
▪ 电压大于死区电压 ▪ PN结电场逐渐克服 ▪ 电流随电压增大上升
反向截 止电压
死区 电压
特性曲线
反向截 止状态 0~Ubr
Ubr
反向 >Ubr 击穿
完全纯净半导体晶体为本征 半导体。共价键中两个电子 束缚在共价键中成为束缚电 子 常温热激发，价电子获得能 量脱离共价键成为自由电子 ，留下空穴,称为本征激发 外加电压时，空穴吸引临近 电子来补，相当于空穴迁徙 ，电子和空穴数量很少，形 成弱电流
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二极管简介
二极管的构成
晶体二极管是由P型半导体和N型半导体烧结形成的P-N结界面。图为常见二极管外形及表示方法
Kinds of diodes
Light emitting diode
普通二极管用符号D表示。
+
-
线路符号
电流只能从二极管的正极流向负极
二极管的应用
二极管在电路中主要起稳压，检波，整流，钳位，限幅等作用。
检波
整流
钳位
稳压
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半导体导电特性
Items
Image Characterization
半导体 基本特
性
本征半 导体
Description
热敏性:温度升高，导电增 强 光敏性:光照增强，导电能 力变化
If
电流通过管子管芯发热， 超温会使管芯过热损坏
最高反向 工作压
二极管两端反向电压高到一定值时，管 子击穿，失去单向导电能力。
Ud
IN4001二极管反向耐压为 50V，IN4007为1000V
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二极管主要参数
反向 电流
Id
二极管在常温（25℃）和最高反向电压 作用下，流过的反向电流。
反向电流越小，单向导 电性能越好
Voltage 击穿 损坏
▪ 反向电击穿 ▪ 过热则永久损坏 ▪ 若未引起击穿过热
则不一定损坏
常温下硅管的反向电流比锗管小得多，小功率硅 管的反向饱和电流在nA数量级，锗管在μA数量级
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二极管主要参数
最大整 二极管长期工作，允许的最大正向平均电 流电流 流值，其与PN结面积及散热条件等有关。
7.二极管生产问题分析..............................................30 8.二极管构造分类.................................................. 32 8.国产二极管型号命名..............................................33 9.各类型二极管常用检测法..........................................34
5.1.二极管稳压电路.......................................................8 5.2.二极管检波电路.......................................................9 5.3.二极管钳位电路......................................................10 5.4.二极管整流应用......................................................11
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半导体导电特性
Itemsຫໍສະໝຸດ Baidu
Image Characterization
杂质 半
导体
PN结 导
电特 性
Description
N型掺入极高浓度五价元素， 自由电子浓度远大于空穴。自 由电子称多子，空穴称少子 P型掺入极高浓度三价元素， 空穴浓度远大于自由电子。空 穴称多子，自由电子称少子
PN结加正向电压，内电场削 弱，多子形成扩散导通状态 PN结加反向电压，少子漂移 增强，少子的数量很少 形成 很小的反向电流，截止状态
6.二极管生产工艺流程..............................................14
6.1.半导体扩散工艺......................................................15 6.2.二极管制造中序......................................................26
▪ 反向电压很小 ▪ 反向漏电流很小 ▪ 二极管反向截止 ▪ 反向漏电流受温
度影响 ▪ 大于反向击穿电压 ▪ 反向电流突然增大 ▪ 失去单向导电性
Voltage 正常导 通状态
▪ PN结内电场完全削弱 ▪ 电流随电压增大上升 ▪ 二极管导通压降不变
阈值电压Vth，硅管约为0.5V，锗管约为0.1V。正 向导通压降硅管约为0.6~0.8V锗管的约为0.2~0.3V
最高工 作频率
Fm
Fm是二极管工作的上限频率。高于该
频率将不能正常工作
Fm取决于PN结面积， PN结面积越大，Fm越低
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二二二极极极管管管构构稳造造分压分类电类路
Project 二极管稳压电路
形式一
形式二
输出电压U0取自稳压管VZ两端，故U0=Uvz。当 电源电压上升，由于稳压二极管的稳压作用，
二极管介绍与生产工艺
Contents List 目录
1.二极管简介.......................................................2 2.半导体的导电特性.................................................3 3.二极管的电气特性.................................................5 4.二极管的主要参数.................................................6 5.二极管应用电路...................................................8
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二极管电气特性
正向特性
反向特性
二极管处 于死区 0~Vth
▪ 正向电压很小 ▪ 未克服PN结内电场 ▪ 正向电流几乎为0
Vth
导通进 >Vth 行状态
▪ 电压大于死区电压 ▪ PN结电场逐渐克服 ▪ 电流随电压增大上升
反向截 止电压
死区 电压
特性曲线
反向截 止状态 0~Ubr
Ubr
反向 >Ubr 击穿