模擬電子技術(shù)2二極管及其應(yīng)用電路

1、1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 電子教案電子教案 V2013 陳大欽陳大欽 主編主編 華中科技大學(xué)電信系華中科技大學(xué)電信系 鄒韜平鄒韜平 2013年年3月月7日日 2 課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排 第第1章章 緒論緒論 (2h) 第第2章章 半導(dǎo)體半導(dǎo)體二極管二極管及其應(yīng)用電路及其應(yīng)用電路 (4h) 第第3章章 半導(dǎo)體半導(dǎo)體三極管三極管及其放大電路及其放大電路基礎(chǔ)基礎(chǔ) (15h) 第第4章章 多級(jí)放大電路及模擬集成電路基礎(chǔ)多級(jí)放大電路及模擬集成電路基礎(chǔ) (4h) 第第5章章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路 (5h) 第第6章章 負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路 (6h) 第第7章章 信號(hào)處

2、理與產(chǎn)生電路信號(hào)處理與產(chǎn)生電路 (4h) 第第8章章 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路及其放大電路 (4h) 48學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第第9章章 功率放大電路功率放大電路 第第10章章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 第第11章章 直流電源直流電源 2個(gè)器件個(gè)器件 BJT FET 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 核心內(nèi)容核心內(nèi)容 1個(gè)電路個(gè)電路 放大電路放大電路 三極管三極管 集成運(yùn)放集成運(yùn)放 完美的完美的 放大電路放大電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) 重點(diǎn)章重點(diǎn)章 介紹放大的基本概念介紹放大的基本概念 分立元件分立元件 分立元件電路分立元件電路(放大放大) 構(gòu)成規(guī)律和分析方法構(gòu)成規(guī)律和分析方法 核心、基礎(chǔ)核心、基礎(chǔ)

3、線索線索-不斷完善放大性能不斷完善放大性能 (讀圖讀圖-741) 集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)放大的條件集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)放大的條件 集成運(yùn)放的應(yīng)用集成運(yùn)放的應(yīng)用 模電的常用功能電路模電的常用功能電路 復(fù)習(xí)、機(jī)動(dòng)復(fù)習(xí)、機(jī)動(dòng) (2h) 清明、五一清明、五一 (2h) 3 2 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2.4 二極管模型二極管模型 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1

4、整流電路整流電路 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.4 特殊二極管特殊二極管 2.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及PN結(jié)的形成結(jié)的形成 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟斫Y(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟?掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的V-I特性及其基本應(yīng)用特性及其基本應(yīng)用 基本要求：基本要求： 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？主要特性是？ 其工程描述方法？其工程描述方法？ 問題問題2：二極管電路二極管電路(非線性非線性)分析方法分析方法? 最常用的是？最常用的是？ 問題問題3：常用的二極管電路及功能？常用的二極管電路及功

5、能？ (穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路) 4 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.1 本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性 2.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.1.4 PN結(jié)電容結(jié)電容 +4 半導(dǎo)體半導(dǎo)體: 導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 典型的半導(dǎo)體有典型的半導(dǎo)體有硅硅Si和和鍺鍺Ge以及以及砷化鎵砷化鎵GaAs等。等。 1、本征、本征 容易受環(huán)境因素影響容易受環(huán)境因素影響 (溫度溫度、光照等、光照等) 2、摻雜、摻雜 可以顯著提高導(dǎo)電能力可以顯著提高導(dǎo)電能力 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu) 簡化模型簡化模型 問題問題1：二極管

6、二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？其工程描述方法？主要特性是？其工程描述方法？ 5 共價(jià)鍵 價(jià)電子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 圖圖2.1.1 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 2.1.1 本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 1. 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 完全完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。 在在T=0K和無外界激發(fā)時(shí)，沒有和無外界激發(fā)時(shí)，沒有載流子載流子，不導(dǎo)電，不導(dǎo)電 +4 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu) 簡化模型簡化模型 2. 本征激發(fā)本征激發(fā) 6 2.1.1 本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電

7、性 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 2. 本征激發(fā)本征激發(fā) 溫度溫度 光照光照 本征激發(fā)本征激發(fā) 自由電子自由電子 空位空位 自由電子自由電子空位空位 空位：帶正電荷；空位：帶正電荷； 可自由移動(dòng)；可自由移動(dòng)； 靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電 子依次充填空位來實(shí)現(xiàn)的。子依次充填空位來實(shí)現(xiàn)的。 取名為：取名為：空穴空穴 溫度溫度 載流子載流子濃度濃度 載流子載流子: 自由移動(dòng)帶電粒子自由移動(dòng)帶電粒子 復(fù)合復(fù)合本征激發(fā)的逆過程本征激發(fā)的逆過程 7 1. N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 摻入少量的五價(jià)元素磷摻入少量的五價(jià)元素磷P 2. P型半

8、導(dǎo)體型半導(dǎo)體 2.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 圖圖2.1.4 P型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 摻入少量的三價(jià)元素硼摻入少量的三價(jià)元素硼B(yǎng) 自由電子是多數(shù)載流子（簡稱多子）自由電子是多數(shù)載流子（簡稱多子） 空穴是少數(shù)載流子（簡稱少子）空穴是少數(shù)載流子（簡稱少子） 空穴是多數(shù)載流子空穴是多數(shù)載流子 自由電子為少數(shù)載流子。自由電子為少數(shù)載流子。 空間電荷空間電荷 8 摻入雜摻入雜 質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大 的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下: T=300 K室溫下室溫下, ,本征硅的電子和空穴濃度本

9、征硅的電子和空穴濃度: : n = p =1.41010/cm3 1 本征硅的原子濃度本征硅的原子濃度: : 4.961022/cm3 3 以上三個(gè)濃度基本上依次相差以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3 。 2 摻雜后摻雜后 N 型半導(dǎo)體中的自由電子濃度型半導(dǎo)體中的自由電子濃度: n=51016/cm3 雜雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響 9 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.1 本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性 2.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.1.4 PN結(jié)電容結(jié)電容 +4 半導(dǎo)體半導(dǎo)體: 導(dǎo)電特性

10、介于導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 典型的半導(dǎo)體有典型的半導(dǎo)體有硅硅Si和和鍺鍺Ge以及以及砷化鎵砷化鎵GaAs等。等。 1、本征、本征 容易受環(huán)境因素影響容易受環(huán)境因素影響 (溫度溫度、光照等、光照等) 2、摻雜、摻雜 可以顯著提高導(dǎo)電能力可以顯著提高導(dǎo)電能力 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu) 簡化模型簡化模型 摻雜摻雜 N型型 5價(jià)價(jià) P型型 3價(jià)價(jià) 多子電子多子電子 多子空穴多子空穴 空間電荷空間電荷 溫度溫度 光照光照 本征本征 激發(fā)激發(fā) 電子電子 空穴空穴 復(fù)合復(fù)合少子少子 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？其工程描述方法？主要特性是？其工程描述方法？ 10 (1)濃度差

11、濃度差多子的多子的擴(kuò)散擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 復(fù)合復(fù)合 (2)復(fù)合復(fù)合空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng) (3)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的少子的漂移漂移運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 阻止阻止多子的多子的擴(kuò)散擴(kuò)散 (4)擴(kuò)散與漂移達(dá)到擴(kuò)散與漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡 載流子的載流子的 運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)： 擴(kuò)散擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)濃度差產(chǎn)生的載流子移動(dòng)濃度差產(chǎn)生的載流子移動(dòng) 漂移漂移運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)作用下，載流子的移動(dòng)在電場(chǎng)作用下，載流子的移動(dòng) P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū) 擴(kuò)散：空穴擴(kuò)散：空穴電子電子 漂移：電子漂移：電子空穴空穴 形成過程可分成形成過程可分成4步步 (動(dòng)畫動(dòng)畫) P 型N 型 內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?1. PN

12、結(jié)的形成結(jié)的形成 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)=PN結(jié)結(jié) 11 擴(kuò)散擴(kuò)散 漂移漂移 因?yàn)闈舛炔钜驗(yàn)闈舛炔?多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 在在P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層 形成的形成的空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)稱為稱為PN結(jié)結(jié)。 在空間電荷區(qū)中缺少多子，所以也稱在空間電荷區(qū)中缺少多子，所以也稱耗盡層耗盡層。 復(fù)合復(fù)合 雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū) 空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng)空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng) 內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移 內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散 是是 寬寬 最后最后,多子的多子的擴(kuò)散擴(kuò)散和少子的和少子的漂移漂移達(dá)到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平

13、衡。 否否 問題？問題？ 當(dāng)動(dòng)態(tài)平衡被外電當(dāng)動(dòng)態(tài)平衡被外電 場(chǎng)打破后，會(huì)如何？場(chǎng)打破后，會(huì)如何？ 擴(kuò)散擴(kuò)散:空穴空穴電子電子 漂移漂移:電子電子空穴空穴 內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?1. PN結(jié)的形成結(jié)的形成 12 2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?只有在外加電壓時(shí)才只有在外加電壓時(shí)才 擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡將擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡將 定義：定義：加加正向電壓正向電壓，簡稱，簡稱正偏正偏加加反向電壓反向電壓，簡稱，簡稱反偏反偏 擴(kuò)散擴(kuò)散 漂移漂移 有正向擴(kuò)散電流有正向擴(kuò)散電流 (多子多子 電流較大電流較大) 低電阻低電阻 正向?qū)ㄕ驅(qū)?漂移漂移 擴(kuò)散擴(kuò)

14、散 反向漂移電流反向漂移電流 (少子少子電流電流很小的很小的) 高電阻高電阻 反向截止反向截止 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng) 13 陡峭陡峭電阻小電阻小 正向?qū)ㄕ驅(qū)?反向擊穿反向擊穿 PN結(jié)方程（理論計(jì)算仿真）結(jié)方程（理論計(jì)算仿真） IS 反向飽和電流反向飽和電流 曲線（對(duì)應(yīng)圖解法）曲線（對(duì)應(yīng)圖解法） 齊納二極管、穩(wěn)壓二極管齊納二極管、穩(wěn)壓二極管 反向特性反向特性 SD Ii 反向擊穿特性反向擊穿特性 （擊穿電壓）（擊穿電壓） 倍增效應(yīng)倍增效應(yīng) 雪崩擊穿雪崩擊穿 齊納擊穿齊納擊穿 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及

15、其單向?qū)щ娦?特性平坦特性平坦反向截止反向截止 溫度一定，由本征激發(fā)產(chǎn)溫度一定，由本征激發(fā)產(chǎn) 生的少子濃度一定生的少子濃度一定 VT 溫度的電壓當(dāng)量溫度的電壓當(dāng)量(26mV) 14 用來描述勢(shì)壘區(qū)的空間用來描述勢(shì)壘區(qū)的空間 電荷隨外加電壓變化而變電荷隨外加電壓變化而變 化的電容效應(yīng)化的電容效應(yīng) 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是 形成擴(kuò)散電容的主要因素形成擴(kuò)散電容的主要因素 (1) 勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容CB (2) 擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容CD 2.1.4 PN結(jié)電容結(jié)電容 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 圖圖2.1.9 勢(shì)壘電容與外加電壓關(guān)系勢(shì)壘電容與外加電壓關(guān)系 15 2 半導(dǎo)體二極管

16、及其應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2.4 二極管模型二極管模型 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1 整流電路整流電路 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.4 特殊二極管特殊二極管 2.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及PN結(jié)的形成結(jié)的形成 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟斫Y(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟?掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）

17、的掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的V-I特性及其基本應(yīng)用特性及其基本應(yīng)用 基本要求：基本要求： 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？主要特性是？ 其工程描述方法？其工程描述方法？ 問題問題2：二極管電路二極管電路(非線性非線性)分析方法分析方法? 最常用的是？最常用的是？ 問題問題3：常用的二極管電路及功能？常用的二極管電路及功能？ 其他特性其他特性擊穿特性擊穿特性。結(jié)電容。結(jié)電容 描述描述PN結(jié)方程、伏安特性曲線。結(jié)方程、伏安特性曲線。 原理：多子原理：多子擴(kuò)散擴(kuò)散和少子和少子漂移漂移的的動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡 擊穿特性擊穿特性 (穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路) 16 2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管

18、2.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)二極管的結(jié)構(gòu) 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2.4 二極管模型二極管模型 陰極陰極 k 陽極陽極 a PN結(jié)結(jié)加上引線和封裝加上引線和封裝 二極管二極管 按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)分類 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型 面接觸型面接觸型 平面型平面型 17 陰極陰極 引線引線 陽極陽極 引線引線 P N P 型支持襯底型支持襯底 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型 面接觸型面接觸型 平面型平面型 2.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)二極管的結(jié)構(gòu) 18 正向特性正向特性 2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 Vth = 0.5V（硅）（硅） Vth = 0.1V（鍺

19、）（鍺） 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 反向特性反向特性 反向擊穿特性反向擊穿特性 注注 意意 1. 死區(qū)電壓（門坎電壓）死區(qū)電壓（門坎電壓） 2. 反向飽和電流反向飽和電流 ( 好好)硅：硅：0.1 A；鍺：；鍺：10 A 3. PN結(jié)方程（近似）結(jié)方程（近似） )1( / SD D T Vv eIi 19 圖圖2.2.4 溫度對(duì)二極管特性曲線溫度對(duì)二極管特性曲線 的影響示意圖的影響示意圖 溫度對(duì)二極管特性的影響溫度對(duì)二極管特性的影響 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 溫度升高時(shí)溫度升高時(shí) : vD iD V 50C 25C O

20、50C 25C 正向特性曲線向左移動(dòng)正向特性曲線向左移動(dòng) 溫度溫度 1，正向壓降，正向壓降 22.5mV 反向特性曲線向下移動(dòng)反向特性曲線向下移動(dòng) 溫度溫度 10，反向電流，反向電流 一倍一倍 20 1. 最大整流電流最大整流電流IF 2. 最高反向工作電壓最高反向工作電壓VRM 3. 反向電流反向電流IR 4. 極間電容極間電容Cd 5. 最高工作頻率最高工作頻率fM 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 0 vD/V 0.2 0.4 0.6 20 40 60 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA 圖圖2.2.3 鍺二極

21、管鍺二極管2AP15的伏安特性的伏安特性 IF VRMVBR IR 極限極限 直流直流 交流交流 21 2 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2.4 二極管模型二極管模型 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1 整流電路整流電路 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.4 特殊二極管特殊二極管 2.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及了解半

22、導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及PN結(jié)的形成結(jié)的形成 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟斫Y(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟?掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的V-I特性及其基本應(yīng)用特性及其基本應(yīng)用 基本要求：基本要求： 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？主要特性是？ 其工程描述方法？其工程描述方法？ 問題問題2：二極管電路二極管電路(非線性非線性)分析方法分析方法? 最常用的是？最常用的是？ 問題問題3：常用的二極管電路及功能？常用的二極管電路及功能？ 其他特性其他特性擊穿特性擊穿特性。結(jié)電容、。結(jié)電容、溫度特性溫度特性 描述描述PN結(jié)方程、伏安特性曲線。結(jié)方程、伏安特性曲線。 原理：多子

23、原理：多子擴(kuò)散擴(kuò)散和少子和少子漂移漂移的的動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡 擊穿特性擊穿特性 安全安全2個(gè)極限參數(shù)個(gè)極限參數(shù) 22 對(duì)于非線性器件，分析方法有：對(duì)于非線性器件，分析方法有： 2.2.4 二極管模型二極管模型 2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 vD/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 40 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA VBR Vth 圖圖2.2.2 硅二極管的伏安特性硅二極管的伏安特性 非線性分析方法非線性分析方法 （PN結(jié)方程，比較復(fù)雜）結(jié)方程，比較復(fù)雜） 根據(jù)不同的工作條件和要求，在分根據(jù)不同的工作條件和要求，在分 析精度允許的條

24、件下，采用不同的模型析精度允許的條件下，采用不同的模型 來描述非線性元器件的電特性。來描述非線性元器件的電特性。 大信號(hào)模型、小信號(hào)模型大信號(hào)模型、小信號(hào)模型 圖解分析方法（麻煩、直觀）圖解分析方法（麻煩、直觀） 等效電路分析方法等效電路分析方法 （轉(zhuǎn)換為線性）（轉(zhuǎn)換為線性） O vD iD 理想 實(shí)際 圖圖2.2.5 理想模型理想模型 O vD iD O vD iD A B C iD vD 圖圖2.2.6 恒壓降模型恒壓降模型 圖圖2.2.7 折線模型折線模型 O vD iD vD iD Q D VD 圖圖2.2.8 小信號(hào)模型小信號(hào)模型 23 (1) 二極管電路的分析概述二極管電路的分析概

25、述 應(yīng)用電路舉例應(yīng)用電路舉例 D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 圖圖2-3-3(習(xí)題習(xí)題2-15,16,17） 例例2-2-1和圖和圖2-3-1 整流整流限幅限幅 初步分析初步分析依據(jù)二極管的單向?qū)щ娦砸罁?jù)二極管的單向?qū)щ娦?D導(dǎo)通導(dǎo)通:vO = vI - vD D截止截止:vO = 0 D導(dǎo)通導(dǎo)通:vO = vD D截止截止:vO = vI 左圖左圖中圖中圖 顯然，顯然，vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截止時(shí)最簡單！處于反向截止時(shí)最簡單！ vO 0vO vD 右圖右圖 vO vD+

26、 VREF 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 24 二極管電路分析的二極管電路分析的講課思路：講課思路： (1) 二極管電路的分析概述二極管電路的分析概述 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求

27、vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截止時(shí)最簡單！處于反向截止時(shí)最簡單！ D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 圖圖2-3-3(習(xí)題習(xí)題2-15,16,17） 例例2-2-1和圖和圖2-3-1 整流整流限幅限幅 25 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 例例1: 2CP1(硅硅),IF=16mA,VBR=40

28、V。求。求VD、ID。 + ID VD R=10k VI + 10V + ID VD R=10k VI + 10V + ID VD R=1k VI + 20V + ID VD R=10k VI + 100V (a)(b)(c)(d) 正偏正偏:D正向?qū)ǎ空驅(qū)?？正偏正?D正向?qū)ǎ≌驅(qū)?！反偏反?D反向截止反向截止反偏反偏: D反向擊穿反向擊穿 iD IF ？ID = 0, VD = -10VvD = ？iD = ？ 普通：熱擊穿損壞普通：熱擊穿損壞 齊納：電擊穿齊納：電擊穿 VD = - VBR= -40V (a) 圖解分析法圖解分析法 代數(shù)法列方程求解：代數(shù)法列方程求解： 線性線

29、性 非線性非線性 線性線性(KVL): vD = VI - iD R )1(: / SD D T Vv eIi非非線線性性 聯(lián)立求解，聯(lián)立求解， 可得可得VD、ID 0 D/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 iD/mA 1.0 0.8 0.4 1.2 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) Q 圖解法圖解法 直線直線與伏安特性的交點(diǎn)與伏安特性的交點(diǎn) 關(guān)鍵關(guān)鍵 畫直線畫直線 R V v R i I DD 1 又稱為又稱為負(fù)載負(fù)載線線 vD = 0 iD = VI /R=1mA vD = 1V iD =(VI -vD)/R=0.9mA VD 0.7V ID 0.95mA 解解 26 vD/V 0 0.2

30、0.4 0.6 0.8 10 20 30 40 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/A iD/mA VBR Vth (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 例例1: 2CP1(硅硅),IF=16mA,VBR=40V。求。求VD、ID。 + ID VD R=10k VI + 10V + ID VD R=10k VI + 10V + ID VD R=1k VI + 20V + ID VD R=10k VI + 100V (a)(b)(c)(d) 正偏正偏:D正向?qū)?？正向?qū)ǎ空?D正向?qū)?！正向?qū)?！反偏反?D反向截止反向截止反偏反偏: D反向擊穿反向擊穿 iD

31、 IF ？ID = 0, VD = -10VvD = ？iD = ？ 普通：熱擊穿損壞普通：熱擊穿損壞 齊納：電擊穿齊納：電擊穿 VD = - VBR= -40V (a) 圖解分析法圖解分析法 線性線性 非線性非線性 線性線性(KVL): vD = VI - iD R 圖圖(a)：(0V，1mA) (1V，0.9mA) 圖圖(b)：(0V，20mA) (1V，19mA) 圖圖(c)：(0V，-1mA) (-10V，0mA) 圖圖(c)：(0V，-10mA) (-100V，0mA) 線性線性(KVL): vD = -VI - iD R 27 二極管電路分析的二極管電路分析的講課思路：講課思路：

32、(1) 二極管電路的分析概述二極管電路的分析概述 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截止時(shí)最簡單

33、！處于反向截止時(shí)最簡單！ D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 圖圖2-3-3(習(xí)題習(xí)題2-15,16,17） 例例2-2-1和圖和圖2-3-1 整流整流限幅限幅 28 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 理想模型理想模型折線模型折線模型恒壓降模型恒壓降模型 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 注注 意意 理想模型：理想模型： VD=Von=Vth=0，Ron=0(短路短路)Vth 死區(qū)電壓（門坎電壓）死區(qū)電壓（門坎電壓） 恒壓降模型：恒壓降模型： VD=Von=Vth=0.7(硅硅)、0.2(鍺鍺)，Ron=

34、0(短路短路) 折線模型：折線模型： Vth=0.5(硅硅)、0.1(鍺鍺)，Ron=rD，VD=Vth + iDrD 當(dāng)當(dāng)VD IF ？ ID = 0, VD = -10V vD = ？iD = ？ 普通：熱擊穿損壞普通：熱擊穿損壞 齊納：電擊穿齊納：電擊穿 VD = - VBR= -40V 線性線性 非線性非線性 假設(shè)假設(shè)D截止（開路）截止（開路） 求求D兩端兩端開路電壓開路電壓 VD 0.7VD正向?qū)ㄕ驅(qū)?- VBR VD 0.7VD反向截止反向截止ID = 0 (開路開路) VD - VBRD反向擊穿反向擊穿 VD = - VBR (恒壓恒壓) VD = 0.7V (恒壓降恒壓降

35、) 狀態(tài)狀態(tài)等效電路等效電路條件條件 通常采用通常采用恒壓降模型恒壓降模型 分析方法小結(jié)分析方法小結(jié) VD =0.7V; ID =0.93mAVD =0.7V; ID =19.3mA 31 習(xí)題習(xí)題2.4.4 試判斷圖題試判斷圖題2.4.4中中 二極管導(dǎo)通還是截止，二極管導(dǎo)通還是截止， 為什么為什么? 圖題圖題2.4.4(a) 習(xí)題習(xí)題2.4.3 電路如下圖所示，電路如下圖所示， 判斷判斷D的狀態(tài)的狀態(tài) 二極管狀態(tài)判斷二極管狀態(tài)判斷 D 3k (a) V V A O 1V 2.5V + 1V _ 32 二極管電路分析的二極管電路分析的講課思路：講課思路： (1) 二極管電路的分析概述二極管電路

36、的分析概述 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截止時(shí)最簡單！處于反向截止時(shí)最簡單！ 分析采用大信

37、號(hào)模型分析采用大信號(hào)模型 理想模型理想模型 恒壓降模型恒壓降模型 D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 圖圖2-3-3(習(xí)題習(xí)題2-15,16,17） 例例2-2-1和圖和圖2-3-1 整流整流限幅限幅 33 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) 應(yīng)用電路舉例應(yīng)用電路舉例 D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 整流整流限幅限幅 D導(dǎo)通導(dǎo)通:vO = vI - vD D截止截止:vO = 0 D導(dǎo)通導(dǎo)通:vO = vD D截止截止:vO = vI 左圖左圖中圖

38、中圖vO 0vO vD右圖右圖vO vD+ VREF O vD iD 圖圖2.2.6 恒壓降模型恒壓降模型 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 線性線性(KVL): vD = VI - iD R R V v R i I DD 1 中圖中圖 假設(shè)假設(shè)D截止截止(開路開路)，求，求D兩端開路電壓兩端開路電壓 則則:vD = vI 當(dāng)當(dāng)vD 0.7VD導(dǎo)通，導(dǎo)通，vO = VD = 0.7V 當(dāng)當(dāng)vD 0.7VD截止，截止，vO = vI 利用電壓傳輸特性曲線可直觀表達(dá)電路功能。利用電壓傳輸特性曲線可直觀表達(dá)電路功能。 O vI vO 0.7 0.7 34

39、 二極管電路分析的二極管電路分析的講課思路：講課思路： (1) 二極管電路的分析概述二極管電路的分析概述 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀

40、態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截止時(shí)最簡單！處于反向截止時(shí)最簡單！ 分析均采用大信號(hào)模型分析均采用大信號(hào)模型 理想模型理想模型 恒壓降模型恒壓降模型 D vO R iD vI + iD vO R vI + vO + D VREF + R vi 圖圖2-3-3(習(xí)題習(xí)題2-15,16,17） 例例2-2-1和圖和圖2-3-1 整流整流限幅限幅 35 (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 例例3:已知伏安特性已知伏安特性,求求vD、iD。 例例1:已知伏安特性已知伏安特性,求求VD、ID。 + iD vD R=10k VI + 10V iD + vD 0 D

41、/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 iD/mA 1.0 0.8 0.4 1.2 iD D + D + VI R=10k vi VI = 10V vi = 1Vsin t R V v R i I DD 1 先靜態(tài)分析先靜態(tài)分析 直流直流負(fù)載線負(fù)載線: 再動(dòng)態(tài)分析再動(dòng)態(tài)分析 交流交流負(fù)載線負(fù)載線: R vV v R i iI DD 1 vD = VI + vi - iD R VD 0.7V ID 0.95mA iD=ID+ iD = 0.95mA+0.1mAsin t vD=VD+ vD 0.7V 36 R=10k VI + 10V ID + VD iD D + D + VI R=10k

42、 vi iD=ID+ iD vD=VD+ vD VI = 10V， vi = 1Vsin t iD vD + rd + vI R VD 0.7V ID 0.95mA 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 i 0 0 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 VI = 0 疊加原理疊加原理? 例例3:已知伏安特性已知伏安特性,求求vD、iD。 D D d i v r (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 37 小信號(hào)模型小信號(hào)模型 (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 二極管工作在正向特性的某一小范二極管工作在正向特性的某一小范 圍內(nèi)時(shí)，其正向特性可以等效為圍內(nèi)時(shí)，其正向特性可以等效為:

43、 D D d i v r 微變電阻微變電阻 根據(jù)根據(jù) 得得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)點(diǎn)處的微變電導(dǎo))1( / SD D T Vv eIi Q Vv T Q T e V I dv di r / S D D d D 1 T Q T Q Vv T V I V i e V I T DD / S )1( D )mA( )mV(26 DD d II V r T 常溫下（常溫下（T=300K） 38 VI = 10V， vi = 1Vsin t 例例3:已知伏安特性已知伏安特性,求求vD、iD。 iD D + D + VI R=10k vi 0 D/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 iD/mA 1.0 0.

44、8 0.4 1.2 iD=ID+ iD = 0.95mA+0.1mAsin t vD=VD+ vD 0.7V R=10k VI + 10V ID + VD 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 vi=0 iD D + rd + i R iD D + rd + i R 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 VI=0 小信號(hào)模型小信號(hào)模型(小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 39 例例4:(小信號(hào)分析小信號(hào)分析) 例例3中求中求 vD、 iD。 VI = 10V， vi = 1Vsin t iD D + D + VI R=10k vi 解題步驟解題步驟: (1) 靜態(tài)分析靜態(tài)分

45、析 (令令vi=0） R=10k VI + 10V ID + VD 由恒壓降模型得由恒壓降模型得 VD 0.7V; ID 0.93mA (2) 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 (令令VI=0） 由小信號(hào)模型得由小信號(hào)模型得 iD D + rd + i R 28 )mA(93. 0 )mV(26 )mA( )mV(26 DD d II V r T mA krR v i i 1 . 0 2810 1V d D 2.8mV dDD riv (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 40 二極管電路分析的二極管電路分析的講課思路：講課思路： 先靜態(tài)（直流），采用大信號(hào)模型先靜態(tài)（直流），采用大

46、信號(hào)模型 (1) 二極管電路的分析概述二極管電路的分析概述 (a) 圖解分析法圖解分析法 (b) 等效電路等效電路(模型模型)分析法分析法 (2) 二極管電路的直流分析二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 大信號(hào)大信號(hào) (4) 二極管電路的交流分析二極管電路的交流分析 小信號(hào)小信號(hào) 分析任務(wù)：求分析任務(wù)：求vD、iD 目的目的1: 確定電路功能，即信號(hào)確定電路功能，即信號(hào)vI傳遞到傳遞到vO ，有何變化？，有何變化？ 目的目的2: 判斷二極管判斷二極管D是否安全。是否安全。 vO 與與 vI 的關(guān)系由的關(guān)系由D的狀態(tài)的狀態(tài)決定。決定。 而且，而且，D處于反向截

47、止時(shí)最簡單！處于反向截止時(shí)最簡單！ 分析均采用大信號(hào)模型分析均采用大信號(hào)模型 后動(dòng)態(tài)（交流）：采用小信號(hào)模型后動(dòng)態(tài)（交流）：采用小信號(hào)模型 理想模型理想模型 恒壓降模型恒壓降模型 41 分析方法小結(jié)分析方法小結(jié) 假設(shè)假設(shè)D截止（開路）截止（開路） 求求D兩端開路電壓兩端開路電壓 VD 0.7VD正向?qū)ㄕ驅(qū)?- VBR VD 0.7VD反向截止反向截止ID = 0 (開路開路) VD - VBRD反向擊穿反向擊穿 VD = - VBR (恒壓恒壓) VD = 0.7V (恒壓降恒壓降) 狀態(tài)狀態(tài)等效電路等效電路條件條件 將不同狀態(tài)的等效電路（模型）將不同狀態(tài)的等效電路（模型） 帶入原電路中

48、，分析帶入原電路中，分析vI和和vO 的的 關(guān)系關(guān)系 畫出電壓波形和電畫出電壓波形和電 壓傳輸特性壓傳輸特性 特殊情況：求特殊情況：求 vD（波動(dòng)）（波動(dòng)）小信號(hào)模型和疊加原理小信號(hào)模型和疊加原理 恒壓降模型恒壓降模型 42 2 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2.2.4 二極管模型二極管模型 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1 整流電路整流電路 2.

49、3.2 限幅電路限幅電路 2.4 特殊二極管特殊二極管 2.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及PN結(jié)的形成結(jié)的形成 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟斫Y(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟?掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的V-I特性及其基本應(yīng)用特性及其基本應(yīng)用 基本要求：基本要求： 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？主要特性是？ 其工程描述方法？其工程描述方法？ 問題問題2：二極管電路二極管電路(非線性非線性)分析方法分析方法? 最常用的是？最常用的是？ 問題問題3：常用的二極管電路及功能？常用的二極管電路及功能？ 其他特性其他特性

50、擊穿特性擊穿特性。結(jié)電容、。結(jié)電容、溫度特性溫度特性 描述描述PN結(jié)方程、伏安特性曲線。結(jié)方程、伏安特性曲線。 原理：多子原理：多子擴(kuò)散擴(kuò)散和少子和少子漂移漂移的的動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡 擊穿特性擊穿特性 安全安全2個(gè)極限參數(shù)個(gè)極限參數(shù) 大信號(hào)恒壓降模型大信號(hào)恒壓降模型 43 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1 整流電路整流電路 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.3.3 鉗位電路鉗位電路 例例2.4.2（習(xí)題（習(xí)題2.4.12） D vO R iD vI + iD vO R vI + 習(xí)題習(xí)題2.4.5整流整流限幅限幅習(xí)題習(xí)題2.4.6 vO + D vI + C + vC 鉗位鉗位

51、44 2.3.1 整流電路整流電路 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 + vO - R + vI - D O t vI 2 3 4 （a）電路圖）電路圖 （b）vI和和vO的波形的波形 O t vO 2 3 4 D1 RL Tr v1 v2 vO iD1 vD1 v2 D2 iD2 vD2 半半 波波 整整 流流 全全 波波 整整 流流 橋式整流電路橋式整流電路(習(xí)題習(xí)題13和第和第11章章) 理想二極管理想二極管恒壓降模型恒壓降模型 信號(hào)處理絕對(duì)值信號(hào)處理絕對(duì)值 45 0 t 2 3 vI/V VB 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 vO + D VB

52、vI + R vO + VB vI + R vO + VB vI + R 0 t 2 3 vO/V VB viVB時(shí)等效電路時(shí)等效電路viVB時(shí)等效電路時(shí)等效電路 雙向限幅見習(xí)題雙向限幅見習(xí)題17、19和和20 理想二極管理想二極管 D導(dǎo)通，導(dǎo)通，vO = VB D截止，截止，vO = vI 恒壓降模型恒壓降模型 46 二極管與門二極管與門 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 D1 3k V A O D2 + vI1 - - + v I2 - - D1 3k (b) V V A O D2 康康 習(xí)題習(xí)題3.4.5 習(xí)題習(xí)題2-8 D1 3k V A D2 vI1 vI2 D1 3k A D2

53、 vI1 vI2 二極管或門二極管或門 47 vI 0時(shí)時(shí)D導(dǎo)通，導(dǎo)通，C充電充電 圖圖2.3.5 二極管鉗位電路二極管鉗位電路 2.3.3 鉗位電路鉗位電路 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 0 t T vO/V T/2 T/4 -2Vm KVL: vO = vD = vI vC 設(shè)電容初值設(shè)電容初值 vC = 0 48 2 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路 2.1 PN結(jié)的基本知識(shí)結(jié)的基本知識(shí) 2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?2.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 2.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) 2

54、.2.4 二極管模型二極管模型 2.3 二極管應(yīng)用電路二極管應(yīng)用電路 2.3.1 整流電路整流電路 2.3.2 限幅電路限幅電路 2.4 特殊二極管特殊二極管 2.4.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及了解半導(dǎo)體材料的基本結(jié)構(gòu)及PN結(jié)的形成結(jié)的形成 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟斫Y(jié)的單向?qū)щ姽ぷ髟?掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的V-I特性及其基本應(yīng)用特性及其基本應(yīng)用 基本要求：基本要求： 問題問題1：二極管二極管(PN結(jié)結(jié))主要特性是？主要特性是？ 其工程描述方法？其工程描述方法？ 問題問題2：二極管電路二極管電路(非線性非線性)分析方法分析方法? 最常用的是？最常用的是？ 問題問題3：常用的二極管電路及功能？常用的二極管電路及功能？ 其他特性其他特性擊穿特性擊穿特性。結(jié)電容、。結(jié)電容、溫度特性溫度特性 描述描述PN結(jié)方程、伏安特性曲線。結(jié)方程、伏安特性曲線。 原理：多子原理：多子擴(kuò)散擴(kuò)散和少子和少子漂移漂移的的動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡 擊穿特性擊穿特性 安全安全2個(gè)極限參數(shù)個(gè)極限參數(shù) 大信號(hào)恒壓降模型大信號(hào)恒壓降模型 請(qǐng)自學(xué)請(qǐng)自學(xué) 49 教學(xué)大綱