二极管及其特性
二极管特性及参数
[例1] 电路如图所示，计算二极管中的电流 ID 。已知二 极管的导通电压UD(on) = 0.6 V，交流电阻 rD 近似为零。
E 6V
R1 2 k
A
0.6V R2 1k
ID
D
E 6 V
解：可以判断二极管处于导通状态， 则电路模型:
UA －E＋UD(on)＝－6＋0.6＝5.4V
有一死区电压UD(on)，室温下硅管： UD(on) =(0.5~0.7)V， 锗管：UD(on) =(0.1~0.3)V。 在正常工作电流范围内，管压降的变化范围很小。硅管 (0.6~0.8)V
由于表面漏电流影响，二极管反向电流要比理想PN结的Is 大。对硅管一般小于0.1μA，锗管小于几十微安。
晶体二极管特性及参数
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---孙 肖 子
2.3.1 二极管的伏安特性--指数特性
iD IS (equD / kT 1) IS (euD /UT 1)
IS 为反向饱和电流，q 为电子电量 ；UT = kT/q， 称为热电压，在室温 27℃ 即 300 K 时，UT = 26 mV。
I
I R1
IR2
E
U A R1
0 U A R2
6 (5.4) 0 (5.4) 5.7 5.4 11.1mA
2
1
二极管特性及参数
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2.3.3 二极管的电路管压降及模型
UD E IR I f (UD)
工作点不同, I DQ 变化很大, 但 U DQ差别极小, 所以只要二极管
二极管的原理、特性、应用
二极管的特性与应用（转自“单片机学习网”）几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。
当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。
根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。
由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。
二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1.正向特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。
二极管的分类与特性参数
二极管的分类与特性参数一、二极管的分类1.按材料分类：（1）硅二极管：硅二极管是最常见的二极管，具有较高的工作温度和较低的导通电压。
（2）锗二极管：锗二极管具有较低的导通电压，适用于低功耗和低电压应用。
2.按结构分类：（1）环绕式二极管：环绕式二极管是最简单的结构，由P型和N型两种半导体材料组成。
（2）肖特基二极管：肖特基二极管是一种PN结构的二极管，特点是导通电压低，反向漏电流小。
（3）合金二极管：合金二极管是一种PN结构的二极管，具有高转导特性和高工作频率。
3.按工作电压分类：（1）低压二极管：低压二极管的导通电压一般在0.2V以下。
（2）中压二极管：中压二极管的导通电压一般在0.2V~0.6V之间。
（3）高压二极管：高压二极管的导通电压一般在0.6V以上。
二、二极管的特性参数1.最大可逆电压（VRM）：指二极管可承受的最大反向电压，超过该电压会导致二极管击穿损坏。
2.最大正向电流（IFM）：指二极管可承受的最大正向电流，超过该电流会使二极管过热损坏。
3.最大反向电流（IRM）：指二极管在反向电压下的最大反向漏电流，超过该电流会导致负载电路的误操作。
4.导通电压降（VF）：指二极管在正向工作时的导通电压，也称为正向压降。
5.反向漏电流（IR）：指二极管在反向电压下的漏电流，也称为反向电流或反向饱和电流。
6.反向恢复时间（tRR）：指二极管从正向导通转为反向截止的时间，也称为反向恢复速度。
时间越短，二极管的高频特性越好。
7.热稳定工作电流（Iz）：指二极管在指定温度下的稳态工作电流，也称为额定工作电流。
8.温度系数：指二极管的电压、电流等参数随温度变化的大小，也称为温度稳定性。
9.前导电压降（VF1）：指二极管开始正向导通时的电压降。
10.储电容（Cj）：指二极管内部的储电容量，是二极管的一个重要参数，与二极管的高频特性有关。
三、总结二极管是电子电路中使用最广泛的器件之一，根据不同的分类标准，二极管可以分为硅二极管、锗二极管、环绕式二极管、肖特基二极管和合金二极管等。
二极管的原理与特性
二极管的原理与特性
二极管是由两个半导体材料，通常是p型半导体和n型半导体材料组成的器件。
它具有以下特性：
1. 半导体材料的特性：p型半导体含有掺杂的准价电子，n型半导体含有掺杂的自由电子。
两种材料的掺杂导致电荷载流子浓度不均匀，形成一个p-n结。
2.正向偏置特性：当二极管的正极连接到p型半导体，负极连接到n型半导体时，将会形成正向偏置。
此时，电子从n型区域流向p型区域，空穴从p型区域流向n型区域。
这种情况下，二极管处于导通状态，电流可以通过。
3.反向偏置特性：当二极管的正极连接到n型半导体，负极连接到p型半导体时，将会形成反向偏置。
此时，由于p-n结的形成，阻止了电流的通过，二极管处于截止状态。
4.电流流动特性：二极管的电流流动主要包括漏极电流和饱和电流。
在正向偏置下，漏极电流主要是由于热发射而产生，而在反向偏置下，由于p-n结形成了耗尽层，几乎没有电流流动。
5.电压特性：正向偏置时，二极管的电压降非常小，约为0.7伏。
当反向偏置达到一定程度时，二极管会击穿，形成漏电流。
总结来说，二极管是一种具有导通和截止状态的电子器件，能够根据正向或反向偏置来控制电流的流动。
它可用于整流、保护电路、信号调节等应用领域。
二极管特性及参数
二极管特性及参数一、二极管的特性：二极管是一种最简单的半导体器件，它具有单向导电性。
二极管由P 型半导体和N型半导体组成，P型半导体区域被称为P区，N型半导体区域被称为N区，P区和N区之间形成的结被称为PN结。
在PN结两侧形成的电场称为势垒，势垒会阻碍电流的流动，只有当正向电压施加在二极管上时，电流才能流过。
二极管的工作特性如下：1.正向工作特性：当二极管的正端连接到正电压源，负端连接到负电压源时，二极管处于正向偏置状态。
此时，PN结的势垒被削弱，电流可以流动。
二极管的正向电压(Vf)越大，通过二极管的电流(If)越大。
正向工作特性遵循指数规律，即电流与电压之间存在指数关系。
2.反向工作特性：当二极管的正端连接到负电压源，负端连接到正电压源时，二极管处于反向偏置状态。
此时，PN结的势垒会增加，电流几乎不能流动。
只有当反向电压(Vr)超过二极管的反向击穿电压时，才会发生逆向击穿，电流急剧增加。
二、二极管的参数：1.极限值参数：-峰值反向电压(VRM)：反向电压的最大值，一般用来表示二极管的耐压能力。
-峰值反向电流(IFM)：反向电流的最大值，一般用来表示二极管的耐流能力。
-正向电压降(VF)：正向工作时，PN结两侧产生的电压降。
-正向电流(IF)：通过二极管的最大电流。
2.定常态参数：- 正向阻抗(Forward resistance)：在正向工作状态下，二极管的阻抗大小。
正向阻抗与正向电流大小有关，一般用欧姆表示。
- 反向电流(Reverse current)：在反向工作状态下，二极管的电流大小。
- 反向传导电导(Reverse conductance)：在反向工作状态下，PN结的反向传导电导值，与反向电流大小有关。
3.动态参数：- 正向导通压降(Forward voltage drop)：当二极管处于正向工作状态时，二极管两端的电压降。
- 动态电电渡特性(Forward dynamic electrical characteristics)：反映在零偏电流条件下，PN结在正向电压下的电流特性关系。
二极管特性及参数
二极管特性及参数二极管（Diode）是一种电子器件，由两种不同类型的半导体材料组成：P型半导体和N型半导体。
它具有单向导电特性，即只允许电流在一个方向上通过。
二极管有很多重要的特性和参数，下面将会详细介绍。
一、正向特性：当二极管的正负极正向连接时，如果正向电压小于等于一个特定的值，即正向电压低于二极管的结压降（通常为0.7V），二极管处于正向工作状态，电流可以流过。
这时二极管的电流随正向电压的增加而迅速增大。
这种情况下，二极管处于导通状态，其导通状态下的电阻非常小，几乎可以视为导线。
二、反向特性：当二极管的正负极反向连接时，如果反向电压小于等于一个特定的值，即反向电压低于二极管的击穿电压（通常为50V~1000V），则二极管处于反向工作状态，电流几乎为零。
反向工作状态下的电阻很大，可以视为开路。
但是，当反向电压大于击穿电压时，二极管会产生击穿，电流会大幅度增加，这时二极管会被损坏。
三、参数：1. 峰值逆向电压：也称为击穿电压（Reverse Breakdown Voltage），它指的是二极管可以承受的最大反向电压，在这个电压之下，二极管工作正常，超过这个电压则可能发生击穿。
击穿电压越高，二极管的耐受能力越强。
2.正向电压降：二极管在正向导通时，正向电流通过后，在二极管的两端会形成一个固定的电压降，通常在0.6V~0.7V之间。
这个电压降称为正向电压降或者压降，是指在正向工作状态下二极管的电压降低多少。
3. 最大正向电流：也称为额定电流（Rated Forward Current），它指的是二极管可以正常工作的最大电流值。
超过这个电流值，二极管可能会发生损坏。
4. 最大反向电流：也称为反向饱和电流（Reverse Saturation Current），它指的是二极管在反向工作时通过的最大电流值。
在正常情况下，反向电流很小，几乎为零。
超过这个电流值，二极管可能会发生击穿，导致损坏。
5. 动态电阻：也称为交流电阻或微分电阻（Dynamic Resistance），它是指二极管在线性区时，输入的交流信号变化所引起的反向电流变化与正向电压变化之间的比例关系。
二极管的主要特性
二极管的主要特性
二极管是最简单的电子元器件之一，也是重要的半导体元器件。
它的主要特性可归结为五点。
第一，两种基本的二极管晶体，即N型晶体和P型晶体，N型晶体以硅和砷为主，P 型晶体以磷和砷为主，它们具有不同的性质和表现出不同的特性，可以互相配合并制作出各种类型的二极管。
第二，二极管具有电压限制功能，可以限制电压的大小，也可以限制电压和电流之间所产生的工作效果。
第三，二极管有自发和受控放电能力，自发放电成为断路状态；受控放电可以控制电流的方向和大小，使电路实现按需供电。
第四，二极管具有电压抑制作用，它可以抑制电压放大器，防止电压过大对芯片造成过大压力。
第五，二极管具有电路保险功能，它可以控制电路电流的大小，有效防止电路过载，使电路能够正常工作。
总之，二极管的主要特性可归结为五点：不同的N(+)型晶体和P(-)型晶体构成，具有电压限制功能，具有自发和受控放电能力，具有电压抑制作用，具有电路保险功能。
它的特性使它可以应用在电路的各个方面，是电子设备中不可缺少的重要元器件。
二极管静态特性
二极管静态特性二极管是一种常见的半导体器件，具有许多独特的电子特性。
在本文中，我们将探讨二极管的静态特性，包括其性质、工作原理和特征曲线等方面。
一、二极管的基本性质二极管是一种双层材料组成的半导体器件，由P型半导体和N型半导体组成。
两种半导体通过PN结连接在一起，形成一个二级体。
二、二极管的工作原理二极管的工作原理基于PN结的特性。
当二极管的正端连接到P型半导体，负端连接到N型半导体时，即为正向偏置。
在这种情况下，电流可以流过二极管并导通。
而当二极管的正端连接到N型半导体，负端连接到P型半导体时，即为反向偏置。
在这种情况下，电流无法流过二极管，即为截止状态。
三、二极管的特征曲线二极管的特征曲线是表征其静态特性的重要工具。
典型的二极管特征曲线包括正向特性曲线和反向特性曲线。
1. 正向特性曲线正向特性曲线描述了二极管在正向偏置时的电流与电压之间的关系。
当二极管正向偏置时，电流随着电压的增加而增加。
然而，有一个正向电压阈值，称为二极管的正向压降。
一旦超过这个阈值，二极管将开始导通，并且电流急剧增加。
2. 反向特性曲线反向特性曲线描述了二极管在反向偏置时的电流与电压之间的关系。
在反向偏置下，二极管应该是截止的，即没有电流流过。
然而，实际上会有一个微小的反向漏电流。
这个反向漏电流会随着反向电压的增加而略微增加，但整体上是非常小的。
四、二极管的静态参数除了特征曲线，二极管的静态特性还可以描述为一些参数。
以下是一些常见的二极管静态参数。
1. 正向压降（Forward voltage drop）正向压降是指当二极管正向导通时所产生的电压降。
不同类型的二极管，其正向压降可能会有所不同。
通常，硅二极管的正向压降约为0.6V到0.7V，而锗二极管的正向压降约为0.2V到0.3V。
2. 反向饱和电流（Reverse saturation current）反向饱和电流是指当二极管被反向偏置时，微小的反向漏电流。
这个参数对于描述二极管是否正在正确工作以及其稳定性非常重要。
(完整版)二极管导通的条件
二极管的特性及应用
二、二极管基本电路应用
二极管应用
应用电 路
作用解说
整
半波整流
只用一只二极管依单向导电特性，将交流变为单向脉动性直流 电。
流 全波整流 用两只二极管，得到两个极性的单向脉动性直流电压。
电 路
桥式整流 用四只二极管，得到两个极性的单向脉动性直流电压。
倍压整流 是一种大电压小电流整流电路，利用多只二极管构成整流电路。
制作人：曾建
二极管的特性及应用 一 、二极管的特性
1 二极管单向导电性
PN结
管壳 二极管的基本结构是由PN结构成，二极管也具有单向导电 性，箭头所指方向为正向电流方向。
二极管的特性及应用
1.1二极管正向导通工作原理
二极管有导通和截止两种工作状态。而且导通和截止有一定的工作条件。
如果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当 该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很 小，相当于接通，如图所示。
利用二极管管压降随温度微小变化的特征可以设 计成温度补偿电路，在分析温度补偿电路时不了解二 极管的这种特性，电路的工作原理就无法分析。
二极管的特性及应用
3 二极管正向电阻小，反向电阻大的特性
正向电阻是二极 +V R1
R1
管正向导通后正——
等效
负极之间的电阻，这 一电阻值很小。
正向导通
VD1
R01
正向电阻很小
二极管正极为
R1
负电压，反向
偏置状态
E1
VD1
E1
+
R1
二极管截止， 为开路，回路
中没有电流
VD1
综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通 状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。
电路基础原理二极管的特性与应用场景
电路基础原理二极管的特性与应用场景电路基础原理：二极管的特性与应用场景电子技术的发展，离不开电路基础原理的研究与应用。
而在电路中，二极管是一种重要的电子元件。
本文将介绍二极管的特性与应用场景。
一、二极管的特性二极管是一种由P型半导体和N型半导体组成的电子元件。
它具有导通和截断两种状态，其中导通状态下正向电流流过二极管，而截断状态下二极管不导电。
其特性之一是整流作用。
当外部施加的电压为正向电压时，即P端电压高于N端电压，二极管会处于导通状态，电流可以通过。
而当施加的电压为反向电压时，即P端电压低于N端电压，二极管会处于截断状态，不导电。
这种整流性质使得二极管在电路中被广泛应用于将交流信号转为直流信号的整流电路。
二极管的第二个特性是电压降。
在导通状态下，二极管会有一个固定的正向电压降，通常为0.6V至0.7V。
这个电压降是由于PN结处的能量差引起的。
因此，当我们在电路中使用二极管时，需要考虑到这个电压降，以确保电路工作正常。
此外，二极管还具有快速响应的特性。
当施加的电压发生变化时，二极管能够在极短的时间内响应，并改变导通状态。
这种快速开关的特性使二极管在高频电路中被广泛使用。
二、二极管的应用场景1.整流电路如上所述，二极管具有整流作用，可以将交流信号转换为直流信号。
这在电子设备中应用广泛，例如电视机、电脑电源等。
通过使用二极管与其他元件组成的整流电路，可以将交流电源转换为稳定的直流电源，以供电子设备使用。
2.保护电路二极管还常被用于保护电路，例如过压保护和反向电流保护。
在某些电路中，当电压超过一定范围时，会损坏电子元件或设备。
为了防止这种情况的发生，可以通过将二极管连接在电路中，起到保护的作用。
当电压超过安全范围时，二极管会截断，将过高的电压导向地或其他安全路径，从而保护电路。
3.信号调制电路在通信系统中，二极管也被广泛应用于信号调制电路。
通过使用二极管，可以实现模拟信号的调制与解调，使得信息能够高效地传输。
功率二极管特性及主要参数
功率二极管特性及主要参数功率二极管的基本特性：1.静态特性功率二极管的静态特性主要是指其伏安特性，功率二极管的伏安特性曲线与普通小功率二极管基本一致，如图1所示。
当功率二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压Uth)，正向电流才开始明显增加，处于稳定导通状态。
与正向电流If对应的功率二极管两端的电压Uf，即为其正向电压降。
当功率二极管承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。
(1)正向特性当二极管加正向电压（P接电源的正端，N接电源的负端）时，伏安特性曲线分为正向死区和正向导通区两部分。
1)正向死区：图1所示OA段，称为正向死区。
当加在二极管两端正向电压较小时，正向电流极小（几乎为零），二极管呈现很大的电阻，这一部分区域称为正向特性的死区。
随着二极管两端电压不断增大，并超过某一电压时，流过二极管的电流迅速增加，所以称这个电压为门坎电压，有时也称死区电压。
在常温下，硅管的门坎电压约为0.5 -0.7V．锗管约为0 1 -0. 3V。
2)正向导通区：图1所示AB段为正向导通区。
当二极管正向电压大于门坎电压Vth时，电流随电压增加而迅速增大，二极管处于导通状态，电流与电压的关系基本上是一条指数曲线。
此时正向电流上升很快，而二极管的正向压降变化很小，基本保持不变。
(2)反向特性当二极管两端加反向电压时，伏安特性曲线分为反向截止区和反向击穿区两部分。
1)反向截止区：图1中OC段为反向截止区。
在反向截止区，给二极管加反向电压时，反向电流很小，呈现的电阻很大，二极管处于反向截止状态，这时流过二极管的反向电流几乎不随反向电压的变化而变化，该电流叫做反向饱和电流Is。
在正常情况下，小功率硅管的反向漏电流很小，只有纳安( nA)数量级，它的数值越小越好。
反向饱和电流受温度影响较大，温度升高时，反向饱和电流随之增加。
2)反向击穿区：当反向电压增加到一定大小时，反向电流急剧增加，这种现象称为二极管的反向击穿，如图1的CD段所示，这时的反向电压称为二极管的反向击穿电压，用V BR 表示。
二极管的导通原理
二极管的导通原理二极管是一种常用的电子元件，它具有非常重要的导通原理，被广泛应用于电子电路中。
本文将详细介绍二极管的导通原理及其在实际应用中的作用。
一、二极管的基本结构和特性二极管是由P型半导体和N型半导体通过特定工艺制成的。
其中，P型半导体的材料为掺杂有三价元素的材料，如硼（B）或镓（Ga），N型半导体的材料为掺杂有五价元素的材料，如磷（P）或砷（As）。
在P-N结的区域，由于P型半导体与N型半导体的材料差异，形成了电子浓度和空穴浓度不同的区域。
二极管具有一个正向电流方向和一个反向电流方向。
当二极管的正向电压大于其正向电压阈值时，即施加在P端的电压高于N端，P 端成为正极，N端成为负极，此时二极管处于导通状态。
反之，当二极管的反向电压大于其反向电压阈值时，即施加在N端的电压高于P端，N端成为正极，P端成为负极，此时二极管处于截止状态。
二极管的导通原理主要涉及P-N结的电子和空穴的行为。
当二极管处于导通状态时，P-N结的区域形成了一个电势垒。
在这个电势垒中，P型半导体中的空穴被推向P-N结的负极（N端），N型半导体中的电子被推向P-N结的正极（P端），从而形成了电流的流动。
具体来说，当施加在二极管的正向电压大于其正向电压阈值时，P端的正电荷将排斥P-N结区域的空穴，使空穴集中在P-N结附近；同时，N端的负电荷将排斥P-N结区域的电子，使电子集中在P-N 结附近。
这样，P-N结附近的电子和空穴浓度增加，形成了一个导电通道，电流可以顺利通过。
当施加在二极管的反向电压大于其反向电压阈值时，P端的正电荷将吸引N端的电子，使电子与空穴结合，形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对会增加P-N结区域的电流，但由于P-N结区域的电势垒较高，电子-空穴对很快会被电势垒分离，从而形成一个被阻断的状态，电流无法通过。
三、二极管在实际应用中的作用二极管在电子电路中具有多种重要的作用。
首先，二极管可以用作整流器，将交流电转换为直流电。
二极管的用途和特点有哪些
二极管的用途和特点有哪些二极管是一种最简单的电子器件，由半导体材料制成，具有多种用途和特点。
以下将详细介绍二极管的用途和特点。
一、二极管的用途：1. 整流器：最常见的是用二极管进行整流，将交流电转换为直流电。
二极管只允许电流从正向流动，而阻止电流从反向流动。
当交流电通过二极管时，正的半周期能够通过，而负的半周期则会被阻止，从而实现了整流的功能。
2. 信号检测器：二极管可用作信号检测器，将信号的变化转换为可接受的形式。
例如，将无线电信号转化为音频信号，以便在扬声器中播放。
3. 红外二极管发射器和接收器：红外二极管作为发射器，能够发射红外线信号，广泛应用于遥控器、红外调制解调器等设备中。
作为接收器，能够接收来自发射器的红外线信号，并将其转换为电信号。
4. 光电二极管：光电二极管可以将光能转换为电能，广泛应用于光电测量、光电转换、光电控制等领域。
5. 逻辑门：二极管可以用于制作逻辑门电路，例如与门、或门、非门等。
逻辑门电路通常用于计算机和其他数字电路中。
6. 温度传感器：二极管的电流- 电压特性随温度变化，因此可以将二极管用作温度传感器，测量温度变化。
7. 保护电路：二极管可以用作保护电路的一部分，防止过电压或过电流。
例如，二极管可用作反向极性保护二极管，防止反向电压损坏其他电路元件。
二、二极管的特点：1. 半导体特性：二极管是一种半导体器件，具有导电性介于导体和绝缘体之间的特点。
它的电阻在正向偏置时很低，而在反向偏置时很高。
2. 只允许单向电流通过：二极管在正向电压下，正电流可以自由流过。
而在反向电压下，二极管具有高电阻，只有极小的反向电流通过。
这使得二极管可以在电路中实现整流和切割的功能。
3. 具有稳定的电压特性：在正向电压下，二极管的电流- 电压特性是稳定的，可以用来稳定电压。
4. 快速响应速度：二极管具有快速的开关特性，当正向电压施加到二极管时，它能够迅速地响应并进行导通。
5. 温度敏感：二极管的电流- 电压特性随温度变化，这会对其性能产生一定影响。
二极管的特性
、二极管的特性二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图1所示，图1、二极管的伏安特性曲线1、正向特性当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。
不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
2、反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。
不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。
3、击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线III)。
这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。
4、频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。
导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
二、二极管的简易测试方法二极管的极性通常在管壳上注有标记，如无标记，可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断（一般用R×100或×1K档）具体方法如表一表一二极管简易测试方法项目正向电阻反向电阻测试方法测试情况硅管：表针指示位置在中间或中间偏右一点；锗管：表针指示在右端靠近满刻度的地方（如图所示）表明管子正向特性是好的。
如果表针在左端不动，则管子内部已经断路硅管：表针在左端基本不动，极靠近OO位置，锗管：表针从左端起动一点，但不应超过满刻度的1/4（如上图所示），则表明反向特性是好的，如果表针指在0位，则管子内部已短路三、二极管的主要参数1、正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
二极管的特征及应用
二极管的特征及应用二极管是一种用于电子电路中的重要器件，由于其简单的结构和独特的特性，使得二极管在电子技术中应用广泛。
二极管有很多种类，如常见的整流二极管、稳压二极管、光电二极管、恒流二极管等。
以下是对二极管的特征及应用的详细介绍。
一、二极管的特征1. 具有单向导电特性：二极管是一种非线性元件，只有在正向电压作用下才能通过电流，而反向电压作用下几乎不导电。
这是由于二极管的结构决定的，二极管由P区和N区组成，P区掺杂有多余的空穴，N区掺杂有多余的电子，当在P 区施加正向电压时，P区失去多余的空穴，N区失去多余的电子，使得P区和N 区的空穴和电子相结合，形成导电通道，电流可以通过；而当在P区施加反向电压时，P区的空穴向N区迁移，N区的电子向P区迁移，两者结合消失，形成一个空间电荷区，导致电流无法通过。
2. 正向压降特性：当正向电压达到二极管的正向开启电压时，才开始导电，此时会出现一个固定的压降，一般为0.6-0.7V。
在这个正向压降范围内，电流和电压呈指数关系，即电流随着正向电压的增加而迅速增大。
3. 反向封锁特性：当在二极管的反向施加电压时，一直到达二极管的反向击穿电压时，二极管才开始导通，此时电流会迅速增大，但需要注意的是，在正常工作状态下，应尽量避免超过二极管的反向击穿电压，以保护二极管的正常使用寿命。
4. 小信号导通：当二极管处于当正向偏置电压小于开启电压时，可以在小信号作用下导通，而不是像饱和开启那样需要正向电压大于开启电压来导通。
二、二极管的应用1. 整流器：最常见的二极管应用就是整流电路。
在交流电路中，二极管可以将交流信号转换为直流信号，将电流限制在一个方向上流动。
典型的整流电路使用的是单相桥式整流电路，将交流输入转换为直流输出，用于电源适配器、电子变压器等电子设备中。
2. 稳压器：稳压二极管是一种特殊的二极管，可以用于稳定电压。
稳压二极管根据其工作状态的不同，可以将过高或过低的电压稳定在一个相对恒定的值。
二极管的结构及性能特点.
PN 结主要的特性就是其具有单方向导电性, 即在 PN 加上适当的正向电压 (P 区接电源正极 , N 区接电源负极 , PN 结就会导通 , 产生正向电流。
若在 PN 结上加反向电压 , 则 PN 结将截止 (不导通 , 正向电流消失 , 仅有极微弱的反向电流。
当反向电压增大至某一数值时 , PN 结将击穿 (变为导体损坏 , 使反向电流急剧增大。
(二普通二极管1.二极管的基本结构二极管是由一个 PN 结构成的半导体器件 , 即将一个 PN 结加上两条电极引线做成管芯 , 并用管壳封装而成。
P 型区的引出线称为正极或阳极 , N 型区的引出线称为负极或阴极 ,如图所示。
普通二极管有硅管和锗管两种 , 它们的正向导通电压 (PN 结电压差别较大 , 锗管为 0.2~0.3V,硅管为 0.6~0.7V。
2.点接触型二极管如图所示 , 点接触型二极管是由一根根细的金属丝热压在半导体薄片上制成的。
在热压处理过程中 ,半导体薄片与金属丝接触面上形成了一个PN 结 ,金属丝为正极 ,半导体薄片为负极。
点接触型二极管的金属丝和半导体的金属面很小, 虽难以通过较大的电流 , 但因其结电容较小, 可以在较高的频率下工作。
点接触型二极管可用于检波、变频、开关等电路及小电流的整流电路中。
3.面接触型二极管如图所示 , 面接触型二极管是利用扩散、多用合金及外延等掺杂质方法 , 实现 P 型半导体和 N 型半导体直接接触而形成 PN 结的。
面接触型二极管 PN 结的接触面积大 , 可以通过较大的电流 , 适用于大电流整流电路或在脉冲数字电路中作开关管。
因其结电容相对较大 , 故只能在较低的频率下工作。
二极管的分类及其主要参数一 . 半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为 :普通二极管和特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等 ; 特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
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PN 结的电容效应
结论：结电容很小 1. 低频时，容抗较大，对PN 结影响很小。 高频时，因容抗减小，使结电容分流，导致单向 导电性变差。 2. PN结结面积越小，结电容小，对应工作频率较高
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第1章 晶体二极管及应用
作业： 思考与练习 P6、P11、P21 P28 自测题
1-1、1-2、
反向击穿原因： 齐纳击穿： 反向电场太强，将电子强行拉出共价键。 (Zener) 反向电场使电子加速，动能增大，撞击 雪崩击穿： 使自由电子数突增。
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第1章 晶体二极管及应用
iD / mA
60 40 20 –50 –25 – 0.02 – 0.04 0 0.4 0.8 u / V D
– 50 – 25
第1章 晶体二极管及应用
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第1章 晶体二极管及应用
二极管的命名方法----P9 （自学完成）
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第1章 晶体二极管及应用
1.2.2
二极管的伏安特性及其主要参数
玻尔兹曼 常数
1、PN 结的伏安方程
iD I S (e
反向饱 和电流
uD / UT
1)
kT UT q
电子电量
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第1章 晶体二极管及应用
1.2 二极管及其特性 1.2.1
构成：
半导体二极管的结构和类型及命名
PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管(Diode) (cathode)
符号： A (anode)
C
阳极
VD
阴极
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第1章 晶体二极管及应用
分类：
1、按材料分：
硅型二极管 锗型二极管
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第1章 晶体二极管及应用
1.1.2
杂质半导体
1、 本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体材料称为 本征半导体。 1）本征半导 体共价键结构 (晶格结构)
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第1章 晶体二极管及应用
2）本征激发和载流子 （1）本征激发
（2）载流子
A、自由电子 B、空穴
注：电子—空穴对 本征半导体中，自 由电子T = 300K(27C)：
UT = 26 mV
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第1章 晶体二极管及应用
2、二极管的伏安特性
iD /mA
0 U Uth
uD /V
iD = 0
U (BR)
IS
正向特性
反 反向特性 O Uth 向 U Uth iD 急剧上升 击 死区 穿 电压 UD(on) = (0.6 0.8) V 硅管 0.7 V (0.1 0.3) V 锗管 0.2 V
4） PM-— 最大功耗： 保证二极管正常工作允许的最大功耗。 通常，大功率二极管一定要加散热片 5）RD—直流电阻
UD RD ID
6）rD—交流电阻
U D rd I D
ID IQ
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第1章 晶体二极管及应用
7） fM — 最高工作频率(超过时单向导电性变差)
影响工作频率的原因 —
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第1章 晶体二极管及应用
第1章
半导体二极管及其应用
1.1 半导体的基础知识 1.2 半导体二极管的基本特性 1.3 二极管电路的 应用
1.4 特殊二极管
1.5 半导体二极管特性的测试 小 结
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第1章 晶体二极管及应用
学习目标: 1．了解半导体的基本概念和本征半导体、杂质半 导体的特点。 2．了解PN结的形成，掌握PN结的单向导电性。 3．了解半导体二极管的结构；掌握二极管的伏安 特性及主要参数。 4．掌握常见的二极管应用电路（如整流滤波电路、 稳压电路等）的工作原理及分析方法。 5．掌握使用万用表对二极管作简易测试的方法。
iD / mA
15 10 5
–0.01 0 0.2 –0.02 0.4
uD / V
硅管的伏安特性
锗管的伏安特性
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第1章 晶体二极管及应用
3、温度对二极管特性的影响
iD / mA
60 40
90C 20C
20
–50 –25 0 – 0.02
0.4
uD / V
T 升高时，
UD(on)以 (2 2.5) mV/ C 下降
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第1章 晶体二极管及应用
束缚电子填补空穴的运动称“复合”
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第1章 晶体二极管及应用
3）结 论 （1）半导体中存在两种载流子，一种是带 负电的自由电子，另一种是带正电的空穴， 它们都可以运载“电荷”形成电流。 （2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴 产生，数目相同。
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在本征半导体中加入微量杂质元素，
可使其导电性能显著改变。
根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分
为两类：
N型（电子型）半导体
P型（空穴型）半导体。
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第1章 晶体二极管及应用
1）N型半导体 在硅（或锗） 半导体晶体中， 掺入微量的五价 元 素 ， 如 磷 （ P ）、 砷 （ As ） 等，则构成N型 半导体。
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第1章 晶体二极管及应用
2）P型半导体 在硅（或锗） 半导体晶体中， 掺入微量的三 价元素，如硼 （ B ） 、 铟 （ In ）等，则 构成P型半导 体。
P型半导体共价键结构
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第1章 晶体二极管及应用
结论
（1）P型半导体中，邻近的束缚电子如果获 取足够的能量，有可能填补这个空位，使原 子成为一个不能移动的负离子，但与此同时 没有相应的自由电子产生，半导体仍然呈现 电中性。
N型半导体的共价键结构
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第1章 晶体二极管及应用
结论 （1）N型半导体多余的自由电子参与导电移 动后，在原来的位置留下一个不能移动的正 离子，但与此同时没有相应的空穴产生，半 导体仍然呈现电中性。 （2）N型半导体自由电子为多数载流子（称 多子），空穴为少数载流子（称少子）。即 N型半导体主要靠自由电子导电。
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第1章 晶体二极管及应用
1.1 半导体基础知识
按导电能力看，物质分有哪几类呢？
物质分有导体、绝缘体和半导体三类 导体(105s/cm)、 半导体(10-9~102s/cm) 绝缘体(10-14~10-22s/cm)。
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第1章 晶体二极管及应用
1.1.1
半导体的主要特性
注：正偏导通、反偏截止的特点体现PN结 具有的单向导电特性。
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3. PN结的击穿
• 反向击穿： 当PN结的反向电压增大到一定数值时， 反向电流突然急剧增大，这种现象称 为PN结的反向击穿。
• 反向击穿电压：
对应于电流开始剧增时的电压
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点接触型 2、按结构分： 面接触型 平面型
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正极 引线
N 型锗片
负极 引线
外壳
触丝
点接触型
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铝合金 小球
正极引线 PN 结
正极 负极 引线 引线
N型锗
金锑 合金
P
P 型支持衬底
N
负极引线
底座
面接触型
集成电路中平面型
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（2）P型半导体中，空穴为多数载流子（多 子），自由电子为少数载流子（少子）。 （3）P型半导体主要靠空穴导电。
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1.1.3、 PN结及其导电性
1、 载流子的运动 P型和N型半导体交界处多子的扩散
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内电场的产生
结论 1）扩散运动：多子的运动 2）漂移运动：少子的运动 漂移运动和扩散运动的方向相反
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4、二极管的主要参数----P8
iD U (BR) URM O IF uD
1）IF — 最大整流电流(最大正向平均电流) 2） URM — 最高反向工作电压，取值为 U(BR) / 2 3）IR — 反向饱和电流(越小单向导电性越好)
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第1章 晶体二极管及应用
U(BR) U 0 U < U(BR) iD = IS < 0.1 A(硅) 几十 A (锗) 反向电流急剧增大 (反向击穿)
Uth = 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管)
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反向击穿类型： 电击穿 — PN 结未损坏，断电即恢复。
热击穿 — PN 结烧毁。
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（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴 对的产生与复合相对平衡，电子-空穴对的 数目相对稳定。 （4）温度升高，激发的电子空穴对数目增 加，半导体的导电能力增强。 注：“空穴”的出现是半导体导电区别于 导体导电的一个主要特征。
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第1章 晶体二极管及应用
2、 杂质半导体
半导体： 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质 常用的半导体材料有： 硅、锗、硒、砷化镓以及金属氧化物和硫 化物等
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第1章 晶体二极管及应用
半导体的特性： 1）掺杂性 半导体的电导率会因加入杂质而发生显著 的变化 2）温敏性 温度的变化也会使半导体的电导率发生显 著的变化 3）光敏性 半导体的光电效应较好，光照不仅可以改 变半导体的电导率，而且可以产生电动势
PN结外加正 向电压时处 于导通状态
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第1章 晶体二极管及应用
2）PN结外加反向电压（ PN结反偏）
PN结外加反 向电压时处 于截止状态