述半导体二极管讲解材料
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二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出
电压波形。
ui
I＝uiUREF4V2V2mA
4V 2V
0
t
R 1k
-4V
uo
解：①采用理想二极管
2V
t
模型分析。波形如右所示。
ui
I＝uiUREF4V2V2mA
4V 2.7V
0wenku.baidu.com
t
R 1k
-4V
uo
2.7V
②采用理想二极管串联
t
电压源模型分析，波形
解：（1）采用理想模型分析。
I＝uU 4V2V2mA uoURE F2V i REF
I＝ uiUR－ EU FD4V2V 0.7V1.3mA
R
1k
R 1k
采用理想二极管串联电压源模型分析。
uoU RE U F D2V 0. 72V .7V
（2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图所示，分别采用理想
限幅、钳位、开
R + ui -
I+ uO
UREF -
关、元件保护、 温度补偿等。
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 动画
例题
例1：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，UREF=2V，输入 信号为ui。 (1)若 ui为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管 串联电压源模型计算电流I和输出电压uo
0
如右所示。
五、稳压二极管
1.
rZ
UZ IZ
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UZ IZ
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UZ IZ
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UZ IZ
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UZ IZ
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UZ IZ
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UZ IZ
rZ
UZ IZ
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
u1s8intV 流过 D2 的电流为 i
D1承受反向电压为－6 V
在这里， D2 起 钳位作用， D1起 隔离作用。
例3：
+ ui –
R
D 8V
ui
18V 8V
已知：
+ uo
–
二极管是理想的，试画 出 uo 波形。
二极管的用途：
参考点
整流、检波、
在这里，二极管起钳位作用。
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。
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。
☆☆☆ 从二极管的主要参数 中可得出二极管单向导电性失 败的场合及原因 ☆☆☆
• 1、正向偏压太低。（不足以克服死区 电压）
• 2、正向电流太大。（会使PN结温度过 高烧毁）
• 3、反向偏压太高。（造成反向击穿） • 4、工作频率太高。（使结电容容抗下
降而反向不截止）
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。
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
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
ui=0时直流电源作用 根据电流rd方 程 uiD D， U ID T
小信号作用
Q越高，rd越小。 静态电流
四、二极管的主要参数
• 最大整流电流IF：最大平均值 • 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 • 反向电流 IR：即IS • 最高工作频率fM：因PN结有电容效应
结电容为扩散电容（Cd）与势垒电容（Cb）之和。
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出：
1. 单向导电性
正向特性为 指数曲线
u
i IS(eUT 1)
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓
→反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
平面型： 结面积可小、可大 小的工作频率高 大的结允许的电流大
半导体二极管
• 外形
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性
i f (u)
u
击穿
iIS(eU T1) (常温 U T下 2m 6 V)电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
模拟电路
第三讲 半导体二极管
第三讲 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
一、二极管的组成
将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。
点接触型： 结面积小，结电容小 故结允许的电流小 最高工作频率高
面接触型： 结面积大，结电容大 故结允许的电流大 最高工作频率低
若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止
例1： D
A +
3k
6V
UAB
12V
–
B
电路如图，求：UAB
取 B 点作参考点， 断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电 位。
V阳 =－6 V 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
扩散路程中 电荷的积累 与释放
空间电荷区 宽窄的变化 有电荷的积 累与释放
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。
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。
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
导通时i与u成 线性关系
理想 二极管
理想开关 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
三、二极管的等效电路
2. 微变等效电路
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
电压波形。
ui
I＝uiUREF4V2V2mA
4V 2V
0
t
R 1k
-4V
uo
解：①采用理想二极管
2V
t
模型分析。波形如右所示。
ui
I＝uiUREF4V2V2mA
4V 2.7V
0wenku.baidu.com
t
R 1k
-4V
uo
2.7V
②采用理想二极管串联
t
电压源模型分析，波形
解：（1）采用理想模型分析。
I＝uU 4V2V2mA uoURE F2V i REF
I＝ uiUR－ EU FD4V2V 0.7V1.3mA
R
1k
R 1k
采用理想二极管串联电压源模型分析。
uoU RE U F D2V 0. 72V .7V
（2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图所示，分别采用理想
限幅、钳位、开
R + ui -
I+ uO
UREF -
关、元件保护、 温度补偿等。
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 动画
例题
例1：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，UREF=2V，输入 信号为ui。 (1)若 ui为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管 串联电压源模型计算电流I和输出电压uo
0
如右所示。
五、稳压二极管
1.
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若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
u1s8intV 流过 D2 的电流为 i
D1承受反向电压为－6 V
在这里， D2 起 钳位作用， D1起 隔离作用。
例3：
+ ui –
R
D 8V
ui
18V 8V
已知：
+ uo
–
二极管是理想的，试画 出 uo 波形。
二极管的用途：
参考点
整流、检波、
在这里，二极管起钳位作用。
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。
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。
☆☆☆ 从二极管的主要参数 中可得出二极管单向导电性失 败的场合及原因 ☆☆☆
• 1、正向偏压太低。（不足以克服死区 电压）
• 2、正向电流太大。（会使PN结温度过 高烧毁）
• 3、反向偏压太高。（造成反向击穿） • 4、工作频率太高。（使结电容容抗下
降而反向不截止）
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。
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
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
ui=0时直流电源作用 根据电流rd方 程 uiD D， U ID T
小信号作用
Q越高，rd越小。 静态电流
四、二极管的主要参数
• 最大整流电流IF：最大平均值 • 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 • 反向电流 IR：即IS • 最高工作频率fM：因PN结有电容效应
结电容为扩散电容（Cd）与势垒电容（Cb）之和。
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出：
1. 单向导电性
正向特性为 指数曲线
u
i IS(eUT 1)
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓
→反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
平面型： 结面积可小、可大 小的工作频率高 大的结允许的电流大
半导体二极管
• 外形
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性
i f (u)
u
击穿
iIS(eU T1) (常温 U T下 2m 6 V)电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
模拟电路
第三讲 半导体二极管
第三讲 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
一、二极管的组成
将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。
点接触型： 结面积小，结电容小 故结允许的电流小 最高工作频率高
面接触型： 结面积大，结电容大 故结允许的电流大 最高工作频率低
若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止
例1： D
A +
3k
6V
UAB
12V
–
B
电路如图，求：UAB
取 B 点作参考点， 断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电 位。
V阳 =－6 V 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
扩散路程中 电荷的积累 与释放
空间电荷区 宽窄的变化 有电荷的积 累与释放
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。
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。
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
导通时i与u成 线性关系
理想 二极管
理想开关 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
三、二极管的等效电路
2. 微变等效电路
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。