半导体二极管及其电路

(3) 导通后（即uD大于死区电压后）
iD 正向特性
即 uD略有升高， iD急剧增大。
死区
硅管0.6~0 .8 V
电压
管压降uD 约为
O
锗管0.2~0.3 V 击穿电压 U(BR)
uD
通常近似取uD
硅管0.7 V 锗管0.2 V
反向特性
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半导体二极管及其电路
2．反向特性
(1) 当
阳极 阴极 引线 引线
往往用于集成电路制造 艺中。PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
(4) 二极管的代表符号
阳极 a
k 阴极
P N P型支持衬底
(c)平面型
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(d) 代表符号
半导体二极管图片
半导体二极管及其电路
半导体二极管及其电路
半导体二极管及其电路
2.1.2 半导体二极管的伏安特性
第2章 半导体二极管及其电路
本章内容 2.1半导体二极管 2.2稳压二极管 2.3其他类型二极管
半导体二极管及其电路
2.1半导体二极管
本节要掌握以下五个内容
1 .半导体二极管的结构 2.二极管的伏安特性 3 .二极管的参数 4.二极管的等效模型 5.二极管应用电路
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2.1.1、 半导体二极管的结构
越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管
大几十到几百倍。
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4.最高工作频率fM 最高工作频率是二极管工作的上限截止频率，超过
此值时，由于结电容的作用，二极管不能很好的体现单 向导电性。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是 主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、 保护等等。
uD iD
正向特性
正向特性
0
0. 8
反向特性
锗管
反向特性 0
击
穿 特 性
0. 8
硅管
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1．正向特性
(1) 近似呈现为指数曲线，即
iD 正向特性
(2) 有死区（iD≈0的区域)
死区电压约为
硅管0.5 V 锗管0.1 V
死区 电压
O
uD
击穿电压 U(BR)
反向特性
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即 平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。
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2.1.4 半导体二极管的主要电参数
1. 额定整流电流IF 管子长期运行所允许通 过的电流平均值。
2. 反向击穿电压U(BR) 二极管能承受的最高反 向电压。
iD 正向特性
死区 电压
O
uD
击穿电压 U(BR)
反向特性
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时，
。
iD 正向特性
硅管小于0.1微安 IS= 锗管几十到几百微安
死区 电压
O
uD
击穿电压 U(BR)
反向特性
半导体二极管及其电路
(2) 当
时，
反向电流急剧增大， 二极管发生反向击穿。
iD 正向特性
死区 电压
击穿的类型
O
uD
电击穿 击穿电压 U(BR)
根据击穿可逆性分为
反向特性
热击穿
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V on
斜 率
V on
I/V
导通压降： Von硅0.7V （硅二极管典型值）
Von锗0.2V （锗 二极管典型值）
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3．折线模型:
折线模型认为二极管的管压降不是恒 定的，而是随着通过二极管电流的增加而 增加，所以在模型中用一个电池和一个电 阻rD来作进一步的近似。其中电池的电压 为二极管的门坎电压Vth或者说导通电压 VD(on)。rD的值，可以这样来确定，如当 二极管的导通电流为1mA时，管压降为 0．7V则： rD=（0．7 V-0．5 V）/（1mA）=200 Ω
26(mV) ID(mA)
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四种模型比较：
1、理想模型误差大 2、折线模型误差最小 3、恒压降模型应用最普遍 4、小信号模型只适用于二极管处于正向导通 且信号变化幅度较小的情况
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2.1.5 二极管应用电路
1、二极管半波整流：
ui
ui
RL
uo
t
uo t
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VVTlnIIs 2.3VTlgIIs
温度每升高1度，正 向压降减小2~2.5mV 温度每升高10度，反 相饱和电流增加1倍
半导体二极管及其电路
温度对半导体二极管特性的影响
不讲
1. 当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。 △uD/ △T = –（2~2.5）mV/ °C
即 温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。 2. 温度升高，反向饱和电流增大。
在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极
管。二极管按结构分有点接触型PN、结面面接积触小型，结和电平
面型三大类。
容小，用于检波和变频等
高频电路。
(1) 点接触型二极管
二极管的结构示意图
(a)点接触型
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(2) 面接触型二极管
PN结面积大，用 于工频大电流整流电路。
(b)面接触型
(3) 平面型二极管
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2.1.4、 二极管的等效模型
v { 二 极 管o 的 压 0 vDvv降 D D 00vD为二极管开路 压时 降的
O /V
斜 率
D/V
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v { 二极管o 的压 V vD ovvn降 D D V Vo on nvD为 二 极 管 开 压路
O /V
2、 限幅电路
例题1 不讲
R
+ –
D1 D2
++
Ri A
––
工作原理
a. 当ui较小使二极管D1 、D2截止时
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4. 小信号模型
二极管工作在正向特性的某一小范 围内时，其正向特性可以等效成一个微 变电阻。
即
rd
vD iD
根据 iDIS(evD/VT1)
得Q点处的微变电导
gd
di D dv D
Q
IS evD /VT VT
Q
ID VT
则
rd
1 gd
VT ID
常温下（T=300K）
rd
VT ID
电击穿
二极管发生反向击穿后，如果
a. 功耗PD( = |UDID| )不大
硅管150∽200oC
b. PN结的温度小于允许的最高结温
锗管75∽100oC
降低反向电压，二极管仍能正常工作。
热击穿 PN结被烧坏，造成二极管永久性的损坏。
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V
I Is(eVT 1)
温度对伏安特性的影响
3. 最高允许反向工作电压UR 为了确保管子安全工作，所 允许的最高反向电压。
UR=（1/2~2/3）U(BR)
4. 反向电流IR 室温下加上规定的反向电 压时测得的电流。
iD 正向特性
死区 电压
O
uD
击穿电压 U(BR)
反向特性
Hale Waihona Puke Baidu
反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流
越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流