第3章半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路

1、第第3 3章章 半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路3.1 半導(dǎo)體基本知識半導(dǎo)體基本知識受光照后，其導(dǎo)電能力大大增強(qiáng)；受光照后，其導(dǎo)電能力大大增強(qiáng)；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)；在半導(dǎo)體中摻入少量特殊雜質(zhì)，其導(dǎo)電在半導(dǎo)體中摻入少量特殊雜質(zhì)，其導(dǎo)電 能力極大地增強(qiáng)；能力極大地增強(qiáng)；3.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體共價(jià)健共價(jià)健 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子空穴空穴自由電子自由電子本征激發(fā)本征激發(fā)3.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 Si Si Si Si p+多余多余電子電子磷原子失去一個(gè)磷原子失去

2、一個(gè)電子變?yōu)檎x子電子變?yōu)檎x子在常溫下即可變在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮訛樽杂呻娮?、N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入五價(jià)元素?fù)饺胛鍍r(jià)元素，如磷元素，如磷元素2、P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入三價(jià)元素?fù)饺肴齼r(jià)元素，如硼元素，如硼元素 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴+N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體代表失去一個(gè)電子代表失去一個(gè)電子的五價(jià)雜質(zhì)離子的五價(jià)雜質(zhì)離子代表得到一個(gè)電子代表得到一個(gè)電子的三價(jià)雜質(zhì)離子的三價(jià)雜質(zhì)離子3.1.3 PN結(jié)結(jié)P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體濃度差濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動多子的擴(kuò)散運(yùn)動+形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)少子的漂移運(yùn)動少子的漂移運(yùn)動空間電荷區(qū)變寬空間電荷區(qū)變寬

3、空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)、耗盡層、阻擋層。結(jié)、耗盡層、阻擋層。 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) +R+PNIF+R+PNIR ) 1e(TSUuIiuiOU(BR)反向特性反向特性U(BR)3.2 半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路 把把PN結(jié)用管殼封裝，然后在結(jié)用管殼封裝，然后在P區(qū)和區(qū)和N區(qū)分別向外引區(qū)分別向外引出一個(gè)電極，即可構(gòu)成一個(gè)二極管。出一個(gè)電極，即可構(gòu)成一個(gè)二極管。 二極管是電子技術(shù)中最基本的半導(dǎo)體器件之一。二極管是電子技術(shù)中最基本的半導(dǎo)體器件之一。 根據(jù)其用途分有根據(jù)其用途分有檢波管檢波管、開關(guān)管開關(guān)管、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管、整

4、流整流管管和和發(fā)光二極管發(fā)光二極管等。等。硅高頻檢波管硅高頻檢波管開關(guān)管開關(guān)管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管整流管整流管發(fā)光二極管發(fā)光二極管3.2.1 半導(dǎo)體二極管的幾種常用結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管的幾種常用結(jié)構(gòu)金屬絲金屬絲陽極引線陽極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽極引線陽極引線PN結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型陰極引線陰極引線陽極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型陰極陰極陽極陽極D3.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性uiOISUonU(BR)+二極

5、管的伏安特性與溫度的關(guān)系二極管的伏安特性與溫度的關(guān)系uiOISUonU(BR)20803.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)uDiDOQIDUDDDDIUR uDiDOQIDUDQiurDDdQiuDDdd) 1e(TDSDUuIiTDeddTSDDUuUIuiTDUIDTdIUr rd3.2.4 二極管的等效電路二極管的等效電路uiOUonuiOUonUonUonrdUonuiO例例3.2.2DC2V500 ui+iiiD2.8mA5002DDUI3 . 98 . 226DTdIUrmA2 . 29.3mV203 . 9/500iiUIrd500 ui+ii9.3 * *定性分析定性分

6、析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通分析方法分析方法 若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)壓降為零，反向若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)壓降為零，反向截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開。截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開。截止截止例例1：XX- D6V12V3k BAUAB+例例2：t 例例2的的Multisim仿真電路和波形仿真電路和波形例例3：t t 整整流流電電路路 例例3的的Multisim仿真電路和波形仿真電路和波形例例4：例例5：練習(xí)題：練習(xí)題：D11V10k Uo+D24V+10V圖圖2D12V9V3k Uo+圖圖13.3 穩(wěn)壓二極管及其應(yīng)用電路穩(wěn)壓二極管及其應(yīng)用電路uiO+正向正向_+反向反向UZIZIZM UZ IZ穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理： IZ UZ_+DZZZZIUrUIRRLDZ+ Uo+ 限流電阻限流電阻UIRRLDZ+ Uo+ IRIZILmA5210LZLRUI解解:mA10k11020ZiRRUUImA5510LRZIII例例2：UiR+ Uo+ Uo=12VUiR+ Uo+ Uo=6.6VUiR+ Uo+ Uo=1.2V3.4 發(fā)光二極管及其基本應(yīng)用舉例發(fā)光二極管及其基本應(yīng)用舉例例例3.4.1R6VDID