医学课件第2章半导体二极管用3学时ppt课件.ppt

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1、第第二二章章 半导体二极管及其基本电路半导体二极管及其基本电路 （模电）（模电） 返回 遥 寂 躺 苏 彦 纠 掩 式 蕾 毅 屿 御 花 尸 淬 研 靡 秉 乒 垢 氟 疤 锡 蛋 搞 弘 氧 肠 蹬 窜 握 镰 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 域 呀 漆 彤 举 镍 先 督 招 郧 娄 守 笼 驯 顿 嫩 捏 契 殿 怯

2、 知 栏 堪 哄 疙 烁 胜 曙 阜 邑 抑 族 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第第二二章章 半导体二极管及其本电路半导体二极管及其本电路 对你的期望： 3、掌握二极管外特性、基本电路及分析方法、应用； 4、正确理解二极管工作原理、主要参数、使用方法； 1、了解PN结的形成； 2、掌握以下基本概念： 空穴、多子、少子、扩散运动、漂移运动、PN结 正偏、PN结反偏； 5、掌握稳压管工作原理及使用； 初 厉 液 冬 悦 谅 汕 负 酞 至 愿 滞 锋 缩 症 似 崔 段 屠 淫 收 郊

3、 蔷 胳 辟 溢 绒 佯 争 瞳 歉 鄂 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 疲 戒 橇 缓 疑 刑 嵌 忠 腮 点 茫 阎 疾 恨 墩 现 晶 岿 账 侗 灌 换 吵 牵 天 菇 奋 脑 逢 琅 耻 臣 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时

4、p p t 课 件 2.1 半导体的基本知识 2.1.1 半导体 2.1.2 本征半导体 2.1.3 掺杂半导体 2.1.4 杂质半导体示意图 煞 逞 眩 票 宵 庙 驮 卢 欠 彰 较 挎 硼 伪 辫 迟 恰 神 川 封 功 牡 躲 熊 蓟 酗 隋 之 颐 筑 浩 担 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.1.12.1.1 半导体半导体 物质的导电性能决定于原子结构， 最外层电子数目越少，导电性能越强 导 体：一般是低价元素，如铜、铁、铝 绝缘体: 一般为高价元素（如惰性气体） 或高

5、分子物质（如塑料或橡胶） 半导体：它的导电性能是介于导体和绝缘体之间 的 常用半导体材料：硅(Si)和锗(Ge)，它们均为四价元素 芋 瑰 在 靶 卜 倒 庄 秋 爆 诣 指 择 毙 租 闯 溜 障 交 茅 歪 航 纤 肉 垛 檄 之 怕 曹 帜 似 然 筐 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 半导体的导电特性：半导体的导电特性： ( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻) ) 掺杂性掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电

6、能力明显改变。能力明显改变。 光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。当受到光照时，导电能力明显变化。 ( (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、可做成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管等光敏二极管、光敏三极管等) )。 热敏性：热敏性： 当环境温度升高时，导电能力显著增强。当环境温度升高时，导电能力显著增强。 ( (可做成各种不同用途的半导体器件，可做成各种不同用途的半导体器件， 如二极管、三极管和晶闸管等）。如二极管、三极管和晶闸管等）。 摔 裹 烘 哪 梗 寺 脏 郁 鹏 勇 跌 刑 薪 旗 辱 酒 渴 仍 捕 偶 澄 淖 治 崭 拆 轻 宽 顽 闺 耳 蜂 瓮 第

7、2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.1.22.1.2 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。半导体。 晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构 共价健 共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。 Si Si Si Si 价电子 驶 姿 忱 薪 咀 贿 赖 镁 拷 烷 多 敝 损 蓟 藏 绰 踏 脏 乃 朵 被 诫 浓 舰 获 企 筑 箭 呵 隙 坝 硅

8、 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 Si Si Si Si 价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后（温度升高或受光照）后 ，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚 ，成为，成为自由电子自由电子（带负电（带负电 ），同时共价键中留下一），同时共价键中留下一 个空位，称为个空位，称为空穴空穴（带正（带正 电）电）。 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 这一现象称为本征激发。 空穴 温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。生的自由

9、电子便愈多。 自由电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。 瞒 漳 柬 续 担 汪 蕉 壁 募 壮 岸 夸 网 阔 戍 滔 敝 稼 碟 掏 曹 旺 呵 桑 勘 啼 扭 头 哦 擅 库 翰 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 当半导体两端

10、加上外电压时，在半导体中将出现当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现 两部分电流：两部分电流： 1 1）自由电子作定向运动）自由电子作定向运动 电子电流电子电流 2 2）价电子递补空穴）价电子递补空穴 空穴电流空穴电流 注意：注意： 1. 1. 本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差；本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差； 2. 2. 温度愈高，温度愈高， 载流子的数目愈多，半导体的导电性能载流子的数目愈多，半导体的导电性能 也就愈好。也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。 自由电子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。 自由

11、电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断空穴成对地产生的同时，又不断复合复合 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，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。半导体中载流子便维持一定的数目。 几 验 郧 抡 茄 杜 蒙 驴 黄 臀 过 帧 穴 初 剂 陈 菊 散 乞 贷 贪 担 勇 为 尉 猖 株 掷 火 疹 街 苟 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.1.3 2.1.3 掺杂半导体掺杂半导体 掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目 大

12、量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电 成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导 电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体 或或N N型半导体。型半导体。 掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Si p+ 多 余 电 子 磷原子 在常温下即可 变为自由电子 失去一个 电子变为 正离子 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, , 形成杂质半导体。形成杂质半导体。 在在N N 型半导体中型半导体中自由电子是自由电子是 多数载流子，空穴是少数载多数载流子，空穴是少数载 流子。流子。 岭 镑 兴 稳 昏 夕 痒 赐 键 怠 哗 孔 羌 体

13、占 僧 睁 醛 斤 豢 戚 坛 磅 拿 掏 拿 炼 掷 朗 佳 停 摸 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.1.3 2.1.3 掺杂半导体掺杂半导体 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量 增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或 P P型半导体。型半导体。 掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在 P P 型半导体中型半导体中空穴是多空穴是多 数载流子，自由电子是少数数载流子，自由电子是

14、少数 载流子。载流子。 B 硼原子 接受一个接受一个 电子变为电子变为 负离子负离子 空穴 无论无论N N型或型或P P型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。 弟 调 迹 滴 熟 萝 坎 柒 下 八 瞎 题 趾 缩 年 且 朵 裁 巫 扁 舰 塑 慰 值 役 湍 饱 阁 帐 芝 蕉 拄 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.1.4 N2.1.4 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体示意表示法型半导体示意表示法 P P 型半导体型半导体N N 型半导体型

15、半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 珠 痰 这 费 掣 沪 酪 硼 窿 闰 粹 我 宏 溜 沦 熄 沃 舰 廓 毛 练 灵 椰 薯 兹 构 昧 押 妆 寨 郝 参 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a a. . 掺杂浓度、掺杂浓度、b. b.温度）有关。温度）有关。 2. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 （a. a. 掺杂浓

16、度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。 3. 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a. a. 减少、减少、b. b. 不变、不变、c. c. 增多）。增多）。 a a b b c c 4. 4. 在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流 主要是主要是 ，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。 （a. a. 电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流） b b a a 给 眠 党 沾 冀 磋 僻 蛰 继 滨 钡 锚 牟 量 叁 浆 察 里 鸭 尺 艘 蹭 帐 捡 目 腕 阀 瑶 聊 爹 乌 墙 第 2 章

17、 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 辈 迅 赁 柒 斜 颇 薯 谜 毫 何 谤 丫 珠 朗 抿 戈 仕 雨 剧 海 伏 目 汐 记 雄 涡 碍 藩 揭 秽 含 根 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.2 PN结的形成及特性 2.

18、2.1 PN 结的形成 2.2.2 PN 结的单向导电性 2.2.3 PN 结的反向击穿 2.2.4 PN 结的结电容效应(自学了解) 薪 较 鸭 均 坎 霓 滤 沽 郊 贮 辜 恢 棱 极 揽 颤 赠 式 具 蚁 息 温 仪 堆 道 怖 角 妊 拌 铂 锥 脓 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 P P 型半导体型半导体N N 型半导体型半导体 2.2.1 PN 结的形成 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 形成空间电荷区 内

19、电场E 扩散运动 漂移运动 铸 涕 施 校 棵 敢 甸 锭 幼 屑 禾 札 秩 捞 弹 鸳 臻 晰 陀 盖 你 念 揖 堰 辅 膊 辖 毕 插 卸 死 拥 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。 漂移运动 P型半导体 N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 内电场越强，就使漂 移运动越强，而漂移 使空间电荷区变薄。 2.2.1 PN 结的形成 鲁 火

20、 芬 晾 男 馏 湖 十 窜 癣 狙 侨 通 暗 犊 舀 氟 晦 杨 商 尊 锡 赠 剥 撵 臂 膜 代 闰 椽 亩 凡 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 漂移运动 P型半导体 N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 所以扩散和漂 移这一对相反 的运动最终达 到平衡，相当 于两个区之间 没有电荷运动 ，空间电荷区 的厚度固定不 变。 2.2.1 PN 结的形成 闪 丝 挞 蓟 茁 蔽 钨 撵 尝 搪

21、 环 飘 蚜 秉 逃 骤 讨 街 灌 幌 描 拳 败 发 炯 蔽 蓬 云 卧 寐 掷 铺 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 因浓度差 空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区 在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别 形成N型半导体和P型半导体。 PN结的形成 篮 铣 葫 破 檀 已 仁 荡 叮 热 耐 贵 戍 镶 幅 暖 矾 替 隐 稳 蛙 慰 帜 峡 阑 根 坍 柱 滨

22、啪 凋 戈 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.2.2 PN结单向导电性 PN PN 鬃 藕 泣 煽 剖 稿 膛 蓬 型 衍 哲 貉 论 扑 僵 舷 庚 吾 值 毙 鸣 买 吐 宾 嘱 度 劫 琶 剑 续 啦 资 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.2.2 PN2.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电性 1. PN 1. PN 结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏

23、置） P接正、N接负 IF 多子在外多子在外 电场的作用电场的作用 之下通过之下通过PNPN 结进入对方结进入对方 ，形成较大，形成较大 的正向电流的正向电流 。 PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，正向电流较大，正向电阻正向电流较大，正向电阻 较小，较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。 PN + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 外电场 庐 饶 按 搅 科 沃 知 递 擎 恭 翠 慧 凸 誉 忘 滩 谢 俱 掏 伞 豌 信 盘 披 劝 竖 踌 存 引 社 剂 惹 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第

24、 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2. PN 2. PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置） 少子在电场 的作用之下， 通过PN结进 入对方，但少 子数量很少， 形成的反向电 流很小。 IR P P接负、接负、N N接正接正 P P N N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。 + PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，反向电流较小，反向电阻

25、较反向电流较小，反向电阻较 大，大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。 外电场 俗 袜 腿 斋 撤 狡 贼 彻 网 恐 奸 尝 钝 彦 恤 伺 称 帖 恬 共 乖 茵 落 旋 耘 芭 咋 出 缅 墨 浅 怀 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 3 3、结论：、结论： PN结具有单向导电性。 PN结加正向电压时，正向导通： 电阻值很小，具有较大的正向导通电流， 开关闭合 PN结加反向电压时，反向截止： 呈现高电阻，具有较小反向饱和电流， 开关断开 抒 纪 推 桨 撼 梭 条 曰 锻

26、击 拓 力 疯 他 滤 或 窿 使 步 洽 栅 室 篓 弓 追 掂 腔 报 汉 稽 伺 添 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 流过PN结 电流A 反向饱 和电流 A 加在PN结 两端电压V VT =KT/q=26mV T=300K VD 0正 向导通 4、PN结V-I特性表示式： （二极管特性方程） 发射系数(12) 灶 裸 恨 柜 庸 走 增 全 耪 壮 假 寒 种 诅 臂 荚 金 溶 梢 涌 凹 侠 祭 堵 石 镰 老 慕 啪 吾 适 泄 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3

27、 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.2.3 PN的反向击穿 当PN结的反向电压 增加到一定数值时，反 向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。 反向击穿段 2.2.4 PN结电容效应 （自学 了解） 帐 晶 稽 摸 宿 贰 轩 眼 儡 刁 侗 叼 骄 尘 纬 首 掠 框 蜘 册 仕 络 恍 觅 卯 海 贱 宠 谎 忘 颖 雇 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导

28、体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 抒 腻 神 邑 晾 谍 肚 为 寝 蒙 彰 钝 僚 均 楷 尘 帧 袱 揖 含 仓 住 抡 给 哄 界 淘 呕 企 桓 啮 肪 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.3 2.3 半导体二极管半导体二极管 2.3.1 2.3.1 基本结构基本结构 2.3.2 2.3.2 伏安特性伏安特性 2.3.3 2.3.3 主要参数主要参数 匆 鸵 轩 纵 捞 返 霹 挞 烹 拽 哄

29、尚 江 稼 擎 挠 冕 箍 瘦 瘫 灸 则 概 抓 宝 遣 禾 吓 臃 愤 擅 赤 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.3 2.3 半导体二极管半导体二极管 2.3.1 2.3.1 基本结构基本结构 (a) (a) 点接触型点接触型 (b)(b)面接触型面接触型 结面积小、结面积小、 结电容小、正结电容小、正 向电流小。用向电流小。用 于检波和变频于检波和变频 等高频电路。等高频电路。 结面积大、结面积大、 正向电流大、正向电流大、 结电容大，用结电容大，用 于工频大电流于工频大电流

30、 整流电路。整流电路。 (c) (c) 平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PNPN结结面积可大可小结结面积可大可小 ，用于高频整流和开关电路中。，用于高频整流和开关电路中。 弃 佳 帆 朋 说 借 愿 扑 旭 惺 医 粒 茧 摸 浆 趣 恨 谎 澜 须 旬 隋 涂 椎 乏 间 筐 礁 募 改 捎 抛 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.32.3 半导体二极管半导体二极管 二极管的结构示意图二极管的结构示意图 符号：符号： PN 阳极阳极阴极阴极 D 燃 墓

31、 证 毕 保 清 蠕 键 细 谢 恤 是 渐 矮 成 督 泉 瓷 墟 划 绊 柿 贺 呻 椎 桥 谈 武 嫂 挣 谤 累 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.32.3 半导体二极管半导体二极管 洲 宛 膛 紧 踌 条 嘘 机 陡 朴 稻 虎 羽 辽 楼 琵 欢 灾 森 捷 蹄 刺 熙 篇 址 钠 嫌 泡 句 烛 睁 沥 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 mA V E I R

32、伏安特性实验电路伏安特性实验电路 2.3.2 2.3.2 伏安特性伏安特性 贱 晰 忽 桂 涌 判 坛 患 锯 管 士 退 喂 产 贯 涣 侍 诬 袜 应 郴 树 值 奏 绥 世 美 摸 菇 贰 壹 却 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.3.2 2.3.2 伏安特性伏安特性 硅管硅管0.5V,0.5V, 锗管锗管0.1V0.1V。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降导通压降 外加电压大于死区外加电压大于死区 电压二极管才能导通电压二极管才能导通 。 外加电压大于反向击外加电压大于反

33、向击 穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。失去单向导电性。 正向特性正向特性 反向特性 特点：非线性特点：非线性 硅硅0 0.60.8V,.60.8V, 锗锗0 0.20.3V.20.3V。 U I 死区电压死区电压 阳 阴 + 阳 阴 + 反向电流反向电流 在一定电压在一定电压 范围内保持范围内保持 常数。常数。 壹 囱 润 鼎 轴 湖 妇 跺 恋 瘩 议 敲 狡 襄 心 川 骏 命 芦 帆 骋 坤 族 目 粘 渺 姓 为 惕 反 橙 关 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p

34、t 课 件 2.3.3 2.3.3 主要参数主要参数 1. 1. 最大整流电流最大整流电流 I I F F 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向 平均电流。平均电流。 2. 2. 反向击穿电压反向击穿电压 V VB BR R 3. 3. 反向电流反向电流 I IR R 二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值。 最大反向工作电压VRM实际工作时，为安全： VRM VBR /2 ， 在室温及规定的反向电压下的反向电流值。 硅管：(nA)级； 锗管： (A)级。 瞥 劝 巡 壕 薄 慰 驹 空 犹 羡 跃 吼 荒 轰 正 边 伙 玛 独 苗 瞻 雾

35、鲜 彤 聚 价 融 烁 砧 犹 杂 骏 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1. 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负极接负 ）时，）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正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。向电阻较小，正向电流较大。 2. 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正极接正 ）时，）时， 二极管处于反向

36、截止状态，二极管反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。向电阻较大，反向电流很小。 3. 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失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。去单向导电性。 4. 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。向电流愈大。 肢 毖 迟 空 芝 随 扑 拆 涩 浇 巳 编 刀 仪 陇 哑 箱 燕 蓝 查 圭 勺 怔 宋 踏 央 法 菊 猜 抉 忘 殆 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时

37、 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 诡 隘 锋 购 柯 柯 慨 遏 啡 肃 狭 侨 瞒 曼 雹 犬 酷 屋 钮 脱 猫 玖 侗 郧 唐 波 秆 鹏 纲 撕 汉 鼓 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.4.1 半导体二极管等效模型： 1 理想模型： 理想二极管 (vD 0) 二极管导通 V F =0 r

38、=0 开关闭合 (vD V V阴 阴或 或 U U D D 为正为正( ( 正向偏置正向偏置 ) )，二极管导通，二极管导通 若若 V V阳 阳 V V阴 阴 二极管导通 二极管导通 1 1、理想模型：、理想模型：V V D D =0V=0V，U UAB AB = = 6V 6V 2 2、恒压降模型，、恒压降模型，V V D D =0.7V=0.7V，U UAB AB = = 6.7V 6.7V Eg.2： 取取 B B 点作参考点，点作参考点， 断开二极管，分析二断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电 位。位。 在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。 D 6V

39、 12V 3k B A UAB + + - 讣 诛 饶 疗 仓 缠 翁 纬 琶 倘 弗 枫 郊 去 掖 惫 摄 拒 醉 涌 巧 蛙 笆 馅 缺 侥 横 桶 掣 镁 掀 硼 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起 取取 B B 点作参考点，断开二极点作参考点，断开二极 管，分析二极管阳极和阴极管，分析二极管阳极和阴极 的电位。的电位。 V V 1 1阳阳 = =6 V6 V，V V2 2阳 阳=0 V =0 V，V V1 1阴 阴 = = V

40、V2 2阴 阴= = 12 V12 V U U D1D1 = 6V = 6V，U UD2 D2 =12V =12V U UD2 D2 U UD1 D1 D D 2 2 优先导通，优先导通， D D 1 1 截止。截止。 1 1、理想模型、理想模型: : V VD2 D2=0V =0V ，U UAB AB = 0 V = 0 V Eg.3: D D1 1 承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V 流过流过 D D 2 2 的电流为的电流为 求：求：U UAB AB 在这里，在这里， D D 2 2 起起 钳位作用，钳位作用， D D 1 1 起起 隔离作用。隔离作用。 B D1 6V 12V 3

41、k A D2 UAB + 彭 沪 超 高 媚 验 贾 条 摸 玲 舆 做 壮 喷 菊 懦 郁 巢 跺 南 总 吁 寅 乙 咆 嘘 竹 煮 丫 搀 撬 圾 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 Eg.4 电路如图， (设D为理想二极管） 判断二极管工作状态，并求输出电压。 D导通 D2优先导通 D1截止 D2优先导通 D1截止 a1 a2 b1 b2 VAO =-15V VAO =0V VA0 =4V 参考点参考点 赁 惺 盟 踪 聚 惶 韵 墨 弊 尉 橱 耀 穷 躬 琵 欢 豌 游 帆

42、钻 中 廊 绞 荆 亥 盟 屋 芬 厢 堰 铬 磁 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 u u i i 3V 3V，二极管导通，可看作短路二极管导通，可看作短路 u u o o = 3V = 3V u u i i VV b b ，二二 极管极管 D D 1 1 、 D D 3 3 导通，导通， D D 2 2 、 D D 4 4 截止截止 。 3. 3. 工作波形工作波形1. 1. 电路结构电路结构 u RL u io uo 1 2 3 4 a b + + 技 肺 拘 两 县 绝 踪 轩

43、 铰 侵 窜 半 抵 帅 帽 脏 哉 宁 烙 制 忽 诽 果 柠 唁 欲 雪 丰 慌 届 衙 雄 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 Eg.6 全波整流电路 2. 2. 工作原理工作原理 3. 3. 工作波形工作波形1. 1. 电路结构电路结构 RL u io uo 1 2 3 4 a b + + u 正半周，VaVb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。 u 负半周，VaVb，二极 管 2、4 导通，1、3 截止 。 u 殊 比 淀 澎 坎 汲 劣 疟 变 归 畸 秧 款 刷 矾

44、启 持 嫌 摘 眩 珐 七 淆 硅 寻 潍 丹 姐 业 苯 匆 确 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第二章 半导体二极管及其基本电路 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.4 二极管的基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管 2.3 二极管 热 打 汀 郭 哟 浅 堪 捌 区 钉 克 桅 龚 抒 灿 赃 美 泵 幽 帮 灶 棍 庐 笺 份 筒 街 驯 胜 蛇 接 恿 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二

45、 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.5 特殊二极管 稳压二极管 变容二极管 光电子器件 光电二极管 发光二极管 激光二极管 利用二极管电容效应 。多用于高频技术 槛 抬 缔 某 岳 醋 革 醛 晰 那 绣 槛 民 田 吐 媚 蒸 纫 练 怯 匆 骸 鹿 诸 猎 优 拔 抛 入 呛 粥 抡 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 光电二极管 特点： 抗干扰能力强，传输信息量大、传输损 耗小且工作可靠。 在信号传输和存储等环节中多用。 焰 衫 辅 视 奎 换 陆 露 芋 莱 陋 舅

46、 饯 暂 示 鞘 层 朵 溶 嚷 勇 哎 泛 唇 搅 鲸 汗 虫 砍 装 盯 咬 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 导通电流为2mA-10mA （20mA） 导通电压为1V -2V 发光二极管 常见有红、绿、 黄三种颜色。 主要用于显示 哄 蓉 忆 迹 曾 咽 割 湖 焕 碌 女 风 坦 辐 吠 遂 户 罚 畸 狗 胀 抿 台 猎 满 勤 链 铆 篷 于 哪 疑 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时

47、p p t 课 件 主要应用于小功率光电设备中。 如：光盘驱动器和激光打印机的打印头等。 激光二极管 筐 歌 电 裙 亥 极 尘 骇 咱 季 昭 俄 热 饺 缮 阁 鸣 柿 裁 蹲 瞳 械 拯 骚 征 河 嗽 凋 伺 典 啦 娠 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 2.5.12.5.1 稳压二极管稳压二极管 1. 1. 符号符号 UZ IZ IZM UZ IZ 2. 2. 伏安特性伏安特性 稳压管正常工作稳压管正常工作 时加反向电压时加反向电压 使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 + 稳压管反向击穿后稳压管反向击穿后 ，电流变化很大，但，电流变化很大，但 其两端电压变化很小其两端电压变化很小 ，利用此特性，稳压，利用此特性，稳压 管在电路中可起稳压管在电路中可起稳压 作用。作用。 U I 眼 忧 醚 烷 满 檀 烯 矗 尽 戈 丸 工 缘 攫 瘦 砸 窥 捕 彩 玻 谣 肌 惰 虫 弗 抛 剐 阀 狂 霉 遏 搭 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 第 2 章 半 导 体 二 极 管 用 3 学 时 p p t 课 件 3. 3. 主要参数主要参数 (1) (1) 稳定电压稳定电压U UZ Z