半导体二极管及其应用电路7101129页PPT

2半导体二极管及其应用电路2.1PN结的基本知识2.2半导体二极管2.3二极管应用电路2.4特殊二极管22.1PN结的基本知识2.1.1本征半导体及其导电性2.1.2杂质半导体2.1.3PN结及其单向导电性2.1.4PN结电容3共价键价电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4载流子:运载电荷的粒子2.1.1本征半导体及其导电性2.1PN结的基本知识图2.1.2电子和空穴的移动1.本征半导体2.本征激发自由电子空穴复合自由电子空穴41.N型半导体掺入少量的五价元素磷P2.P型半导体2.1.2杂质半导体2.1PN结的基本知识图2.1.4P型半导体的共价键结构掺入少量的三价元素硼B自由电子是多数载流子（简称多子）空穴是少数载流子（简称少子）空穴是多数载流子自由电子为少数载流子。5P型N型(a)图2.1.5PN结的形成(a)载流子的扩散(b)空间电荷区(c)结区电位分布曲线PN空间电荷区内电场V0(b)(c)2.1.3PN结及其单向导电性2.1PN结的基本知识1.PN结的形成6P区N区内电场E0V0IFVF外电场EFV0-VF122'1'P区N区VR内电场E0IR外电场ERV0+VRV01122图2.1.6外加正向电压时的PN结图2.1.7外加反向电压时的PN结2.PN结的单向导电性2.1.3PN结及其单向导电性7iDOVBRvD图2.1.8PN结伏安特性3.PN结的伏安特性)1e()1e(DDSSDTVkTqIIivv正向特性TVIiDeSDv反向特性SDIi反向击穿特性倍增效应雪崩击穿齐纳击穿2.1.3PN结及其单向导电性8vDCBOPNVD电子浓度分布空穴浓度分布图2.1.9势垒电容与外加电压关系图2.1.10扩散电容效应(1)势垒电容CB(2)扩散电容CD2.1.4PN结电容2.1PN结的基本知识92.2半导体二极管2.2.1二极管的结构2.2.2二极管的伏安特性2.2.3二极管的主要参数2.2.4二极管模型10阳极引线N型锗片阴极引线金属触丝外壳阳极引线铝合金小球PN结N型硅金锑合金底座阴极引线阴极引线阳极引线P区N型硅片SiO2k阴极a阳极图2.2.1半导体二极管的结构及符号(a)点接触型(b)面接触型(c)平面型(d)电路符号(a)(b)(d)(c)2.2.1二极管的结构2.2半导体二极管11vD/V00.20.40.60.810203040510152010203040iD/AiD/mAVBRVth2.2半导体二极管图2.2.2硅二极管的2CP10的伏安特性图2.2.3锗二极管2AP15的伏安特性正向特性、反向特性、反向击穿特性2.2.2二极管的伏安特性12vDiDV50C25CO50C25C图2.2.4温度对二极管特性曲线的影响示意图温度对二极管特性的影响131.最大整流电流IF2.最高反向工作电压VRM3.反向电流IR4.极间电容Cd5.最高工作频率fM2.2.3二极管的主要参数2.2半导体二极管0vD/V0.20.40.6204060510152010203040iD/AiD/mA图2.2.3锗二极管2AP15的伏安特性14表2.2.1几种国产半导体二极管参数（1）2AP1~7检波二极管（点接触型锗管，在电子设备中作检波和小电流整流用）参数型号最大整流电流最高反向工作电压(峰值)反向击穿电压(反向电流为400A)正向电流(正向电压为1V)反向电流(反向电压分别为10,100V)最高工作频率极间电容mAVVmAAMHzpF2AP11620≥40≥2.5≤250150≤12AP712100≥150≥5.0≤250150≤115参数型号最大整流电流最高反向工作电压(峰值)最高反向工作电压下的反向电流(125℃)正向压降(平均值)(25℃)最高工作频率AVAVKHz2CZ520.125,50,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1000≤132CZ540.51200,1400,1600,1800,2000,2200,1000≤132CZ5752400,2600,2800,30001000≤0.83表2.2.1几种国产半导体二极管参数（2）2CZ52~57系列整流二极管，用于电子设备的整流电路中。16OvD+vDiD(a)(d)iD+vDiD(b)+vDiD=0(c)（iD0，vD=0）（vD0，iD=0）理想实际图2.2.5理想模型（a）伏安特性曲线（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型2.2.4二极管模型2.2半导体二极管17OvD+vDiD(a)(b)iDOvD+vDiD(a)(b)iDVthrDABCiDvD图2.2.6恒压降模型图2.2.7折线模型(a)伏安特性曲线(b)代表符号(a)伏安特性曲线(b)代表符号18OvD(a)iD+iD(b)vDiDQvDrdDVD图2.2.8小信号模型(a)伏安特性曲线(b)代表符号192.3二极管应用电路2.3.1整流电路2.3.2限幅电路2.3.3钳位电路202.3.1整流电路+vO-R+vI-DOtvI234OtvO234（a）（b）图2.3.1单向半波整流电路（a）电路图（b）vI和vO的波形2.3二极管应用电路21+vL+RL++v1v2v2D1D2iD1iD2TrOtv2234OtvL234（a）（b）图2.3.2单向全整流电路（a）电路图（b）v2和vo的波形22vO+DVBvI+RvO+VBvI+RvO+VBvI+R（a）（b）（c）图2.3.3二极管限幅电路（a）电路图（b）vi＞VB时的等效电路（c）vi＜VB时的等效电路2.3.2限幅电路2.3二极管应用电路230t23vI/V0t23vO/VVBVB图2.3.4二极管限幅电路波形图24vO+DvI+C+vC0tvC/VT/4Vm0tTvI/V0tTvO/VT/2T/2T/4T/4Vm-2Vm(b)(d)图2.3.5二极管钳位电路(a）电路图（b）输入电压波形（c）电容两端电压波形（d）输出电压波形(a)(c)2.3.3钳位电路2.3二极管应用电路252.4特殊二极管2.4.1稳压二极管2.4.2光电二极管2.4.3发光二极管2.4.4激光二极管261.稳压管及其稳压作用2.稳压管的主要参数(1)稳定电压VZ(2)稳定电流IZ(3)动态电阻rZakVZOIZvD/ViD/mAIZVZrZ1斜率（a）（b）图2.4.1稳压管电路符号与伏安特性（a）电路符号（b）伏安特性(4)额定功耗PZ(5)稳定电压的温度系数K2.4.1稳压二极管2.4特殊二极管27ipak0ak246810E=200lx40050(a)(b)(c)ip/Avp/V+vp图2.4.3光电二极管（a）电路符号（b）等效电路（c）特性曲线2.4.2光电二极管2.4特殊二极管28akO+RLEDI+RL+图2.4.4发光二极管的电路符号图2.4.5光隔离器电路2.4.3发光二极管2.4特殊二极管谢谢骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷箩侣郎虫林森-消化系统疾病的症状体征与检查林森-消化系统疾病的症状体征与检查