lecture半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1lecture半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用(yngyng)第一頁，共36頁?？昭ê妥杂呻娮?，溫度空穴和自由電子，溫度(wnd)或者光照或者光照搶答開始搶答開始！A1：Q2：有哪兩種類型半導(dǎo)體？：有哪兩種類型半導(dǎo)體？A2：N型（型（Negative ）半導(dǎo)體和）半導(dǎo)體和P型（型（Positive）半導(dǎo)體。半導(dǎo)體。第1頁/共35頁第二頁，共36頁。Q3：PN結(jié)有什么結(jié)有什么(shn me)特性？特性？搶答開始搶答開始(kish)！P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)+ URP 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) +URP 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)EP 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)第2頁/共35頁第三頁，共36頁。第3頁/共35頁第四頁，共36頁。第4

2、頁/共35頁第五頁，共36頁。第5頁/共35頁第六頁，共36頁。第6頁/共35頁第七頁，共36頁。第7頁/共35頁第八頁，共36頁。 2 二極管的特性(txng)及參數(shù) 第8頁/共35頁第九頁，共36頁。第9頁/共35頁第十頁，共36頁。二、 二極管的主要參數(shù) 二極管參數(shù)是反映(fnyng)二極管性能質(zhì)量的指標(biāo)。必須根據(jù)二極管的參數(shù)來合理選用二極管。二極管的主要參數(shù)有4項(xiàng)。 1）最大整流電流IFM IFM是指二極管長期工作時允許通過的最大正向平均電流值，由PN結(jié)的面積和散熱條件所決定，用IFM表示。工作時，管子通過的電流不應(yīng)超過這個數(shù)值，否則將導(dǎo)致管子過熱而損壞。 2）最高反向工作電壓URM

3、URM是指二極管不擊穿所允許加的最高反向電壓。 第10頁/共35頁第十一頁，共36頁。 超過此值二極管就有被反向擊穿的危險(xiǎn)。URM通常為反向擊穿電壓的1/22/3，以確保二極管安全工作。 3）最大反向電流IRM IRM是指二極管在常溫下承受最高反向工作電壓URM時的反向漏電流，一般很小，但其受溫度影響較大。 當(dāng)溫度升高時，IRM顯著增大。 4）最高工作頻率fM fM是指保持二極管單向?qū)ㄐ阅軙r，外加(wiji)電壓允許的最高頻率。二極管工作頻率與PN結(jié)的極間電容大小有關(guān)，容量越小， 工作頻率越高。 二極管的參數(shù)很多，除上述參數(shù)外，還有結(jié)電容、正向壓降等，實(shí)際應(yīng)用時，可查閱半導(dǎo)體器件手冊。 第1

4、1頁/共35頁第十二頁，共36頁。圖圖1.2.4 由伏安特性由伏安特性(txng)折線化得到的等效電路折線化得到的等效電路第12頁/共35頁第十三頁，共36頁。第13頁/共35頁第十四頁，共36頁。 4 半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用 （1）低頻及脈沖電路中，做整流、限幅、鉗位、穩(wěn)壓、波形變換 （2）集成運(yùn)放加二極管構(gòu)成指數(shù)、對數(shù)、乘法、除法(chf)等運(yùn)算電路 （3）高頻電路中做檢波、調(diào)幅、混頻等 1） 整流 rectifier 所謂整流, 就是將交流電變?yōu)閱畏较蛎}動的直流電。利用二極管的單向?qū)щ娦钥山M成單相、三相等各種形式的整流電路， 然后再經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓，便可獲得平穩(wěn)的直流電。這些內(nèi)容將在第10章詳

5、細(xì)介紹。 2） 鉗位 clamp 利用二極管正向?qū)〞r壓降很小的特性， 可組成鉗位電路，如圖所示。 第14頁/共35頁第十五頁，共36頁。 圖中，若A點(diǎn)UA=0，二極管VD可正向?qū)?xingdo)通，其壓降很小， 故F點(diǎn)的電位也被鉗制在0V左右， 即UF0。 圖圖1.2.5 二極管鉗位電路二極管鉗位電路(dinl)第15頁/共35頁第十六頁，共36頁。3） 限幅限幅 圖圖1.2.6 二極管限幅電路二極管限幅電路(dinl)及波形及波形第16頁/共35頁第十七頁，共36頁。 利用(lyng)二極管正向?qū)ê笃鋬啥穗妷汉苄∏一静蛔兊奶匦裕?可以構(gòu)成各種限幅電路，使輸出電壓幅度限制在某一電壓值以內(nèi)

6、。圖1.2.6(a)為一正負(fù)對稱限幅電路， 設(shè)輸入電壓ui=10sint(V), Us1=Us2=5V。 當(dāng)-Us2uiUs1時，VD1處于正向偏置而導(dǎo)通，使輸出電壓保持在Us1。 當(dāng)uiV陰或陰或 UD為正，二極管導(dǎo)通（正向?yàn)檎O管導(dǎo)通（正向(zhn xin)偏置）偏置）若若 V陽陽 V陰陰 ，二極管導(dǎo)通，若忽略，二極管導(dǎo)通，若忽略(hl)管壓降，二極管可看作短路，管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V。 實(shí)際上，實(shí)際上， UAB低于低于6V一個管壓降，為或一個管壓降，為或例例： 取取B 點(diǎn)作為點(diǎn)作為(zuwi)參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。參考點(diǎn)，斷開二極管，分析

7、二極管陽極和陰極的電位。第31頁/共35頁第三十二頁，共36頁。例例1.3: 1.3: 電路電路(dinl)(dinl)如圖，求如圖，求：UABUAB 若忽略二極管正向若忽略二極管正向(zhn xin)壓降，二壓降，二極管極管VD2可看作短路，可看作短路，UAB = 0 V ，VD1截止。截止。VD6V12V3k BAVD2 取取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，點(diǎn)作參考點(diǎn)，V1 陽陽 =6 V，V2 陽陽 =0 V ，V1 陰陰 = V2 陰陰 ，由于，由于(yuy)V2 陽電壓高，陽電壓高，因此因此VD2導(dǎo)通。導(dǎo)通。 第32頁/共35頁第三十三頁，共36頁。ui 8V 二極管導(dǎo)通，可看作二極管導(dǎo)通，可看作

8、(kn zu)短路短路 uo = 8V ui 8V 二極管截止，可看作二極管截止，可看作(kn zu)開路開路 uo = ui已知：已知： 二極管是理想的，試二極管是理想的，試畫出畫出 uo 波形。波形。V sin18tui u2t 18V參考點(diǎn)參考點(diǎn)8V例例二極管的用途：二極管的用途： 整流、檢波整流、檢波(jinb)、限幅、箝位、開關(guān)、限幅、箝位、開關(guān)、 元器元器件保護(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)取＜Ｗo(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)取５?3頁/共35頁第三十四頁，共36頁。Thank you very much! See you next time!第34頁/共35頁第三十五頁，共36頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會計(jì)學(xué)。URM通常為反向擊穿電壓的1/22/3，以確保二極管安全工作。（3）高頻電路中做檢波、調(diào)幅、混頻等。設(shè)輸入電壓ui=10sint(V), Us1=Us2=5V。例如GaA