康華光模電課件3

康華光模電課件演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（優(yōu)選）康華光模電課件目前二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.1半導(dǎo)體材料

根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率)的不同，來(lái)劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。

導(dǎo)體—外層電子數(shù)：少于4個(gè)（易激發(fā)成為自由電子）絕緣體—外層電子數(shù)：8個(gè)，處于穩(wěn)定狀態(tài)半導(dǎo)體—外層電子數(shù)：4個(gè)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。特點(diǎn)：在受光、熱刺激或摻雜時(shí)導(dǎo)電能力顯著改變。目前三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.2半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

硅和鍺是四價(jià)元素，在原子最外層軌道上的四個(gè)電子稱(chēng)為價(jià)電子。它們分別與周?chē)乃膫€(gè)原子的價(jià)電子形成共價(jià)鍵。共價(jià)鍵中的價(jià)電子為這些原子所共有，并為它們所束縛，在空間形成排列有序的晶體。這種結(jié)構(gòu)的立體和平面示意圖如下。目前四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.2半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型及晶體結(jié)構(gòu)外層電子形成8個(gè)價(jià)電子的穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)電性能很差。目前五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.3本征半導(dǎo)體、空穴及其導(dǎo)電作用本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常稱(chēng)為“九個(gè)9”。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。

當(dāng)半導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度0K時(shí)，半導(dǎo)體中沒(méi)有自由電子。完全不導(dǎo)電。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子。這一現(xiàn)象稱(chēng)為本征激發(fā)（也稱(chēng)熱激發(fā)）。目前六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.3本征半導(dǎo)體、空穴及其導(dǎo)電作用由于隨機(jī)熱振動(dòng)致使共價(jià)鍵被打破而產(chǎn)生空穴－電子對(duì)目前七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)1、電子-空穴對(duì)

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，原子的電中性被破壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電量與電子的負(fù)電量相等，人們常稱(chēng)呈現(xiàn)正電性的這個(gè)空位為空穴?？梢?jiàn)因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)出現(xiàn)的，稱(chēng)為電子空穴對(duì)。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱(chēng)為復(fù)合。本征激發(fā)和復(fù)合在一定溫度下會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。目前八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)由于隨機(jī)熱振動(dòng)致使共價(jià)鍵被打破而產(chǎn)生空穴－電子對(duì)空穴——共價(jià)鍵中的空位。電子空穴對(duì)——由熱激發(fā)而成對(duì)出現(xiàn)的自由電子和空穴。目前九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)2、導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)空穴的移動(dòng)——空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依次填充空穴來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

在外電場(chǎng)或其他能源作用下，自由電子填補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電流。所以，半導(dǎo)體材料導(dǎo)電的重要條件是必需出現(xiàn)電子—空穴對(duì)。3、導(dǎo)電的特點(diǎn)兩種載流子參與導(dǎo)電，自由電子數(shù)（n）=空穴數(shù)（p）外電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流，電流大小與載流子數(shù)目有關(guān)導(dǎo)電能力隨溫度增加顯著增加本征激發(fā)動(dòng)畫(huà)電子空穴運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)目前十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱(chēng)為雜質(zhì)半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體——摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。

P型半導(dǎo)體——摻入三價(jià)雜質(zhì)元素（如硼）的半導(dǎo)體。目前十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)1.N型半導(dǎo)體

因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周?chē)膫€(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無(wú)共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。

在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。自由電子數(shù)﹥

空穴數(shù)。

提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱(chēng)為施主雜質(zhì)。目前十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)2.P型半導(dǎo)體

因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。

在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。自由電子數(shù)﹤空穴數(shù)。

空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱(chēng)為受主雜質(zhì)。目前十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響

摻入雜質(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:T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm31

2摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:

n=5×1016/cm3

不論N型、P型半導(dǎo)體本身不帶電（電子和原子核之間始終是平衡的），單獨(dú)的P或N沒(méi)有任何作用。摻入微量雜質(zhì)是提高半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的最有效方法，一百萬(wàn)分之一的雜質(zhì)使載流子濃度增加一百萬(wàn)倍。目前十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

N型半導(dǎo)體中是否存在空穴？P型半導(dǎo)體中是否存在電子？N型半導(dǎo)體是否帶負(fù)電？P型半導(dǎo)體是否帶正電？

N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體能否相互轉(zhuǎn)化？

4.問(wèn)題轉(zhuǎn)化的條件：取決于雜質(zhì)的濃度。目前十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體

本節(jié)中的有關(guān)概念

自由電子、空穴N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體

多數(shù)載流子（多子）、少數(shù)載流子（少子）

施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)目前十六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2PN結(jié)的形成及特性

3.2.2

PN結(jié)的形成

3.2.3

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

3.2.4

PN結(jié)的反向擊穿

3.2.5

PN結(jié)的電容效應(yīng)

3.2.1

載流子的漂移與擴(kuò)散目前十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2.1載流子的漂移與擴(kuò)散漂移運(yùn)動(dòng)：由電場(chǎng)作用引起的載流子的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為漂移運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：由載流子濃度差引起的載流子的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。目前十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

在一塊本征半導(dǎo)體兩側(cè)通過(guò)擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。3.2.2PN結(jié)的形成目前十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2.2PN結(jié)的形成

電子和空穴從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，并在中間復(fù)合消失，在P區(qū)留下不能移動(dòng)的帶負(fù)電離子，在N區(qū)留下不能移動(dòng)的帶正電離子，形成空間電荷區(qū)，產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)。而內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散，幫助少子漂移，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，PN結(jié)的寬度不再繼續(xù)增加，此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過(guò)程:目前二十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

因濃度差

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)阻止多子擴(kuò)散

最后,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)3.2.2PN結(jié)的形成目前二十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)目前二十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱(chēng)為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱(chēng)耗盡層。在空間電荷區(qū)，電子要從N區(qū)到P區(qū)必須通過(guò)一個(gè)能量高坡（勢(shì)壘），因此空間電荷區(qū)又稱(chēng)為勢(shì)壘區(qū)。

PN結(jié)形成動(dòng)畫(huà)目前二十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2.3PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

當(dāng)外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱(chēng)為加正向電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)正偏；反之稱(chēng)為加反向電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)反偏。

(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)

低電阻

大的正向擴(kuò)散電流PN結(jié)正偏動(dòng)畫(huà)目前二十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)

高電阻很小的反向漂移電流

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無(wú)關(guān)，這個(gè)電流也稱(chēng)為反向飽和電流Is。PN結(jié)反偏動(dòng)畫(huà)目前二十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；

PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。

由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴Ｄ壳岸?yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

(3)PN結(jié)V-I特性表達(dá)式其中PN結(jié)的伏安特性IS——反向飽和電流VT

——溫度的電壓當(dāng)量且在常溫下（T=300K）目前二十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2.4PN結(jié)的反向擊穿

當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然快速增加，此現(xiàn)象稱(chēng)為PN結(jié)的反向擊穿。熱擊穿——不可逆

雪崩擊穿

齊納擊穿

電擊穿——可逆齊納擊穿多數(shù)出現(xiàn)在高濃度摻雜的特殊二極管（如穩(wěn)壓管）中目前二十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)(1)擴(kuò)散電容CD擴(kuò)散電容示意圖擴(kuò)散載流子濃度差形成理論上講，電位不相等的導(dǎo)體間有電容效應(yīng)存在。目前二十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

(2)勢(shì)壘電容CB正偏時(shí)，勢(shì)壘區(qū)電荷增加，相當(dāng)于充電反偏時(shí)，勢(shì)壘區(qū)電荷減少，相當(dāng)于放電目前三十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)極間電容（結(jié)電容）為勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容之和。目前三十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.3二極管

3.3.1

二極管的結(jié)構(gòu)

3.3.2

二極管的伏安特性

3.3.3

二極管的主要參數(shù)目前三十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.3.1二極管的結(jié)構(gòu)

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型兩大類(lèi)。(1)點(diǎn)接觸型二極管(a)點(diǎn)接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。目前三十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)(2)面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(3)平面型二極管

往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。目前三十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)(4)二極管的代表符號(hào)PN目前三十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.3.2二極管的V-I特性二極管的V-I特性曲線可用下式表示鍺二極管2AP15的V-I特性正向特性的死區(qū)（門(mén)坎）電壓Vth，0.1V左右（較低）反向飽和電流Is較大鍺管受溫度影響大，對(duì)環(huán)境溫度的熱穩(wěn)定性差正向特性反向特性反向擊穿特性目前三十六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.3.2二極管的V-I特性硅二極管2CP10的V-I特性正向特性的死區(qū)（門(mén)坎）電壓Vth，0.5V左右（較大）反向飽和電流Is較小熱穩(wěn)定性較好二極管的V-I特性曲線可用下式表示目前三十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.3.3二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流IF：最大允許通過(guò)的正向平均電流(2)反向擊穿電壓VBR：管子反向擊穿時(shí)的電壓值(3)反向電流IR：管子未擊穿時(shí)的反向電流。受溫度影響。(4)正向壓降VF：硅管0.7V左右，鍺管0.2V左右(5)極間電容Cd=CB+CD：高頻時(shí)作用明顯最大反向工作電壓VR=1/2VBR目前三十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)(7)反向恢復(fù)時(shí)間TRR(6)動(dòng)態(tài)電阻rd

反映了二極管正向特性曲線斜率的倒數(shù)。顯然，rd與工作電流的大小有關(guān)，即

rd=VF/IF

反映了二極管正向?qū)ǖ椒聪蚪刂顾璧臅r(shí)間。目前三十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)*3.3.4二極管的溫度特性

溫度對(duì)二極管的性能有較大的影響，溫度升高時(shí)，反向電流將呈指數(shù)規(guī)律增加，如硅二極管溫度每增加8℃，反向電流將約增加一倍；鍺二極管溫度每增加12℃，反向電流大約增加一倍。另外，溫度升高時(shí)，二極管的正向壓降將減小，每增加1℃，正向壓降VF(Vd)大約減小2mV，即具有負(fù)的溫度系數(shù)。目前四十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)*3.3.5二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：

2AP9

用數(shù)字代表同類(lèi)型器件的不同型號(hào).

用字母代表器件的類(lèi)型，P代表普通管.

用字母代表器件的材料，A代表N型Ge.B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表N型Si2代表二極管，3代表三極管.目前四十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)半導(dǎo)體二極管圖片目前四十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)半導(dǎo)體二極管圖片目前四十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.4

二極管的基本電路及其分析方法

3.4.1簡(jiǎn)單二極管電路的圖解分析方法

3.4.2

二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法目前四十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.4.1簡(jiǎn)單二極管電路的圖解分析方法

二極管是一種非線性器件，因而其電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，而圖解分析法則較簡(jiǎn)單，但前提條件是已知二極管的V-I特性曲線。目前四十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例3.4.1電路如圖所示，已知二極管的V-I特性曲線、電源VDD和電阻R，求二極管兩端電壓vD和流過(guò)二極管的電流iD。解：由電路的KVL方程，可得即是一條斜率為-1/R的直線，稱(chēng)為負(fù)載線

Q的坐標(biāo)值（VD，ID）即為所求。Q點(diǎn)稱(chēng)為電路的工作點(diǎn)目前四十六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模

將指數(shù)模型分段線性化，得到二極管特性的等效模型。（1）理想模型

在正向偏置時(shí)，視其管壓降為零，電阻為零。反向偏置時(shí)，視其電阻為無(wú)窮大。此模型用于電源電壓遠(yuǎn)比二極管的管壓降大時(shí)。目前四十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)理想模型在數(shù)字電子技術(shù)中常采用。目前四十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（2）恒壓降模型（a）V-I特性（b）電路模型當(dāng)二極管導(dǎo)通后，其管壓降視為恒定，且不隨電流變化，硅管典型值為0.7V。此模型只有在二極管電流iD≥1mA 才是正確的。該模型應(yīng)用較廣泛。目前四十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（3）折線模型（a）V-I特性（b）電路模型vD=Vth+rDiD

此模型將二極管的管壓降看成是隨著二極管電流的增加而增加，所以在模型中用一個(gè)電池和一個(gè)電阻rD來(lái)作進(jìn)一步的近似。電池的電壓為二極管的門(mén)坎電壓Vth,約為0.5V，又，當(dāng)iD=1mA時(shí)，管壓降為0.7V，所以rD=(0.7－0.5)/1mA=200

目前五十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（4）小信號(hào)模型

如果二極管在它的V-I特性的某一小范圍內(nèi)工作，例如在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近工作，則可把V-I特性看成為一條直線，其斜率的倒數(shù)就是所要求的小信號(hào)模型的微變電阻rdrd=⊿vD/⊿iD

目前五十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)vs=0時(shí),Q點(diǎn)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)，反映直流時(shí)的工作狀態(tài)。vs=Vmsint時(shí)（Vm<<VDD）,將Q點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的V-I特性線性化，得到小信號(hào)模型，即以Q點(diǎn)為切點(diǎn)的一條直線。目前五十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

過(guò)Q點(diǎn)的切線等效成一個(gè)微變電阻rd即根據(jù)得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)常溫下（T=300K）則

rd

的數(shù)值可從二極管的V-I特性表達(dá)式求出：目前五十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

特別注意：小信號(hào)模型中的微變電阻rd與靜態(tài)工作點(diǎn)Q有關(guān)。該模型用于二極管處于正向偏置條件下，且vD>>VT

。

目前五十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)2．模型分析法應(yīng)用舉例（1）整流電路（理想模型）（a）電路圖（b）vs和vO的波形目前五十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)目前五十六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（2）靜態(tài)工作情況分析理想模型（R=10k）

當(dāng)VDD=10V時(shí)，恒壓模型（硅二極管典型值）折線模型（硅二極管典型值）設(shè)當(dāng)VDD=1V時(shí),分析方法同上（折線模型）（a）簡(jiǎn)單二極管電路（b）習(xí)慣畫(huà)法

目前五十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（3）限幅電路

電路如圖，R=1kΩ，VREF=3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解，當(dāng)vI=6sintV時(shí)，繪出相應(yīng)的輸出電壓vO的波形。

目前五十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)

雙向限幅電路目前五十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)*（4）鉗位電路圖示鉗位電路中，已知其輸入信號(hào)試畫(huà)出輸出電壓vo的波形，并說(shuō)明vo鉗位在何值。設(shè)二極管是理想二極管。目前六十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)解：設(shè)t=0時(shí)，電容兩端電壓為0。在0~期間，vi為負(fù)值。，二極管D正偏導(dǎo)通，，電容C通過(guò)D充電，vc隨vi的負(fù)向增加而上升至Vm，極性如圖所示。從開(kāi)始，，二極管一直反偏截止，電容無(wú)放電回路，vc基本保持不變，則目前六十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)故時(shí)，vo=0

時(shí)，vo=Vm

時(shí)，vo=2Vmt=T時(shí)，vo=Vmvo的波形是vi的波形向上平移Vm,vo的負(fù)向最大值被鉗制在零伏。如果把二極管D反接，則vo的正向最大值被鉗制在零伏。目前六十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)（4）開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)關(guān)電路中，判斷二極管是導(dǎo)通的還是截止的方法如下：l

對(duì)于單只二極管而言，首先將二極管斷開(kāi)，計(jì)算VP、VN的電壓值，若VP＞VN，則二極管是導(dǎo)通的；若VP＜VN，則二極管是截止的。l

對(duì)于并聯(lián)二極管而言，首先將二極管斷開(kāi)，分別進(jìn)行計(jì)算VPi、VNi的電壓值，max(VPi、VNi)并且大于0，則正向電壓值大的二極管先導(dǎo)通，余下的被鉗位。

導(dǎo)通管的壓降看做常值（硅0.7V，鍺0.2V）或0V（理想二極管）；截止管所在支路看做斷開(kāi)，電路中所有二極管判明后，進(jìn)一步計(jì)算所要求的各物理量。目前六十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)理想二極管，求VAO解（a)：

先斷開(kāi)D，以O(shè)為基準(zhǔn)電位，即O點(diǎn)為0V。

則接D陽(yáng)極的電位為-6V，接陰極的電位為-12V。陽(yáng)極電位高于陰極電位，D接入時(shí)正向?qū)?。?dǎo)通后，D的壓降等于零，即A點(diǎn)的電位就是D陽(yáng)極的電位。所以，AO的電壓值為-6V。例1（習(xí)題3.4.5）目前六十四頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)解：(c)

VPN1=12V,VPN2=－3V,則D1

導(dǎo)通，D2截止。VAO=0V。

(d)

VPN1=12V,VPN2=18V,則D2先導(dǎo)通，D2導(dǎo)通以后，VAO=－6V，此時(shí)D1處于截止?fàn)顟B(tài)。目前六十五頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例2(習(xí)題3.4.6）?

判斷D導(dǎo)通還是截止？解：目前六十六頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例3：理想模型輸入電壓為0V或5V求輸入值的不同組合下，輸出電壓值。目前六十七頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例1：已知二極管導(dǎo)通時(shí)壓降為0.7V，常溫下VT≈26mV，電容C對(duì)交流信號(hào)可視為短路，輸入信號(hào)為正弦波信號(hào)，其有效值是10mV。試求流過(guò)二極管中的交流電流有效值為多少？(5）小信號(hào)工作情況分析目前六十八頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)解：輸入信號(hào)為零時(shí)，流過(guò)二極管電流為二極管的動(dòng)態(tài)電阻為：所以

直流通路、交流通路、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等概念，在放大電路的分析中非常重要。目前六十九頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例2：圖示電路中，VDD=5V，R=5k，恒壓降模型的VD=0.7V，vs=0.1sinwtV。（1）求輸出電壓vO的交流量和總量；

（2）繪出vO的波形。目前七十頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)例3：低電壓穩(wěn)壓電路VI正常值為10V，R=10KΩ，求VI變化±1V時(shí)，相應(yīng)的輸出電壓的變動(dòng)。解：目前七十一頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.5特殊二極管

3.5.1

齊納二極管(穩(wěn)壓二極管)*3.5.2

變?nèi)荻O管*3.5.3

肖特基二極管*3.5.1

光電子器件目前七十二頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)3.5.1齊納二極管1.符號(hào)及穩(wěn)壓特性齊納二極管（又稱(chēng)穩(wěn)壓二極管）是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。雜質(zhì)濃度較大，用于穩(wěn)定電壓。(a)符號(hào)(b)伏安特性(c)應(yīng)用電路(b)(a)(c)目前七十三頁(yè)\總數(shù)八十三頁(yè)\編于四點(diǎn)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：電流增量ΔI很大，只引起很小的電壓變化ΔVZ

曲線越陡，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。（P85）穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管