電子技術(shù)基礎(chǔ)第二章半導(dǎo)體二極管及其基本電路

電子技術(shù)基礎(chǔ)第二章半導(dǎo)體二極管及其基本電路第1頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1概念根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率)的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體。如：鐵、銅等2.絕緣體：幾乎不導(dǎo)電的物體。如：橡膠等第2頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.半導(dǎo)體

半導(dǎo)體是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體。在一定條件下可導(dǎo)電。

半導(dǎo)體的電阻率為10-3～109cm。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。半導(dǎo)體特點(diǎn)：

1)在外界能源的作用下，導(dǎo)電性能顯著變化。光敏元件、熱敏元件屬于此類。

2)在純凈半導(dǎo)體內(nèi)摻入雜質(zhì)，導(dǎo)電性能顯著增加。二極管、三極管屬于此類。第3頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2

本征半導(dǎo)體1.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%，常稱為“九個(gè)9”。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。電子技術(shù)中用的最多的是硅和鍺。硅和鍺都是4價(jià)元素，它們的外層電子都是4個(gè)。其簡(jiǎn)化原子結(jié)構(gòu)模型如下圖：鍺硅電子外層電子受原子核的束縛力最小，成為價(jià)電子。物質(zhì)的性質(zhì)是由價(jià)電子決定的。第4頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

本征晶體中各原子之間靠得很近，使原分屬于各原子的四個(gè)價(jià)電子同時(shí)受到相鄰原子的吸引，分別與周圍的四個(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。如下圖所示：

硅晶體的空間排列共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖第5頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵性質(zhì)

共價(jià)鍵上的兩個(gè)電子是由相鄰原子各用一個(gè)電子組成的，這兩個(gè)電子被成為束縛電子。束縛電子同時(shí)受兩個(gè)原子的約束，如果沒有足夠的能量，不易脫離軌道。因此，在絕對(duì)溫度T=0K（-273C）時(shí)，由于共價(jià)鍵中的電子被束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有自由電子，不導(dǎo)電。只有在激發(fā)下，本征半導(dǎo)體才能導(dǎo)電。第6頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.電子與空穴+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子共價(jià)鍵

當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度0K時(shí)，導(dǎo)體中沒有自由電子。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)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。第7頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電子與空穴

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來的共價(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，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個(gè)空位為空穴。第8頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電子與空穴的復(fù)合

可見因熱激發(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，稱為復(fù)合，如圖所示。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。本征激發(fā)和復(fù)合的過程（動(dòng)畫）第9頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月空穴的移動(dòng)

由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)了空穴，在外加能源的激發(fā)下，鄰近的價(jià)電子有可能掙脫束縛補(bǔ)到這個(gè)空位上，而這個(gè)電子原來的位置又出現(xiàn)了空穴，其它電子又有可能轉(zhuǎn)移到該位置上。這樣一來在共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了電荷遷移—電流?？昭ㄔ诰w中的移動(dòng)（動(dòng)畫）電流的方向與電子移動(dòng)的方向相反，與空穴移動(dòng)的方向相同。本征半導(dǎo)體中，產(chǎn)生電流的根本原因是由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)了空穴。由于空穴數(shù)量有限，所以其電阻率很大。第10頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3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)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。(1)N型半導(dǎo)體(2)P型半導(dǎo)體第11頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.N型半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(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)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。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；另外，硅晶體由于熱激發(fā)會(huì)產(chǎn)生少量的電子空穴對(duì)，所以空穴是少數(shù)載流子。第12頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因失去一個(gè)電子而帶單位正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。磷原子核自由電子所以，N型半導(dǎo)體中的導(dǎo)電粒子有兩種： 自由電子—多數(shù)載流子（由兩部分組成） 空穴——少數(shù)載流子第13頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.P型半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等形成了P型半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(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。當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子因受激發(fā)獲得能量時(shí)，就可能填補(bǔ)這個(gè)空穴，而產(chǎn)生新的空穴?？昭ㄊ瞧渲饕d流子。第14頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月P型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

在P型半導(dǎo)體中，硼原子很容易由于俘獲一個(gè)電子而成為一個(gè)帶單位負(fù)電荷的負(fù)離子，三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。

而硅原子的共價(jià)鍵由于失去一個(gè)電子而形成空穴。所以P型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。硼原子核空穴P型半導(dǎo)體中：空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；

電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。第15頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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

本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm3

3以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3

。第16頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)中的有關(guān)概念

本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體

自由電子、空穴N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體

多數(shù)載流子、少數(shù)載流子

施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)第17頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2PN結(jié)及其特性PN結(jié)的形成

PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)的電容效應(yīng)第18頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.PN結(jié)的形成

在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(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。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程:因濃度差多子擴(kuò)散形成空間電荷區(qū)促使少子漂移阻止多子擴(kuò)散擴(kuò)散到對(duì)方的載流子在P區(qū)和N區(qū)的交界處附近被相互中和掉，使P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動(dòng)的負(fù)離子，N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動(dòng)的正離子。這樣在兩種半導(dǎo)體交界處逐漸形成由正、負(fù)離子組成的空間電荷區(qū)（耗盡層）。由于P區(qū)一側(cè)帶負(fù)電，N區(qū)一側(cè)帶正電，所以出現(xiàn)了方向由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場(chǎng)第19頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PN結(jié)的形成

當(dāng)擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡后，空間電荷區(qū)的寬度和內(nèi)電場(chǎng)電位就相對(duì)穩(wěn)定下來。此時(shí)，有多少個(gè)多子擴(kuò)散到對(duì)方，就有多少個(gè)少子從對(duì)方飄移過來，二者產(chǎn)生的電流大小相等，方向相反。因此，在相對(duì)平衡時(shí)，流過PN結(jié)的電流為0。內(nèi)電場(chǎng)空間電荷區(qū)耗盡層電子空穴P區(qū)N區(qū)第20頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PN結(jié)的形成

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)稱為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。由于耗盡層的存在，PN結(jié)的電阻很大。

PN結(jié)的形成過程（動(dòng)畫）PN結(jié)的形成過程中的兩種運(yùn)動(dòng)：多數(shù)載流子擴(kuò)散少數(shù)載流子飄移第21頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)具有單向?qū)щ娦裕敉饧与妷菏闺娏鲝腜區(qū)流到N區(qū)，PN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。如果外加電壓使PN結(jié)中：

P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏；

P區(qū)的電位低于N區(qū)的電位，稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。第22頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反，削弱了內(nèi)電場(chǎng)。于是,內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況（動(dòng)畫）內(nèi)電場(chǎng)方向PN結(jié)的伏安特性

低電阻大的正向擴(kuò)散電流第23頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

外加的反向電壓方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。此時(shí)PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況（動(dòng)畫）內(nèi)電場(chǎng)方向PN結(jié)的伏安特性

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關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。

高電阻很小的反向漂移電流第24頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）PN結(jié)的伏安特性

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?。?5頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.PN結(jié)方程

根據(jù)理論分析，PN結(jié)兩端的電壓V與流過PN結(jié)的電流I之間的關(guān)系為：其中：IS為PN結(jié)的反向飽和電流；VT稱為溫度電壓當(dāng)量，在溫度為300K(27°C)

時(shí)， VT約為26mV；所以上式常寫為：第26頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PN結(jié)方程PN結(jié)正偏時(shí)，如果V>VT

幾倍以上，上式可改寫為：即I隨V按指數(shù)規(guī)律變化。 PN結(jié)反偏時(shí)，如果│V│>VT幾倍以上，上式可改寫為：

其中負(fù)號(hào)表示為反向。第27頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.PN結(jié)的擊穿特性 如圖所示，當(dāng)加在PN結(jié)上的反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然急劇增大，PN結(jié)產(chǎn)生電擊穿—這就是PN結(jié)的擊穿特性。 發(fā)生擊穿時(shí)的反偏電壓稱為PN結(jié)的反向擊穿電壓VBR。

PN結(jié)被擊穿后，PN結(jié)上的壓降高，電流大，功率大。當(dāng)PN結(jié)上的功耗使PN結(jié)發(fā)熱，并超過它的耗散功率時(shí)，PN結(jié)將發(fā)生熱擊穿。這時(shí)PN結(jié)的電流和溫度之間出現(xiàn)惡性循環(huán)，最終將導(dǎo)致PN結(jié)燒毀。熱擊穿——不可逆

雪崩擊穿

齊納擊穿

電擊穿——可逆第28頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)除了具有單向?qū)щ娦酝?，還有一定的電容效應(yīng)。按產(chǎn)生電容的原因可分為：

勢(shì)壘電容CB，擴(kuò)散電容CD

。第29頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)勢(shì)壘電容CB

勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子薄層形成的。當(dāng)外加電壓使PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。勢(shì)壘電容的示意圖如下圖。勢(shì)壘電容示意圖第30頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)擴(kuò)散電容CD

擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。因PN結(jié)正偏時(shí)，由N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的電子，與外電源提供的空穴相復(fù)合，形成正向電流。剛擴(kuò)散過來的電子就堆積在P區(qū)內(nèi)緊靠PN結(jié)的附近，形成一定的多子濃度梯度分布曲線。

擴(kuò)散電容示意圖反之，由P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴，在N區(qū)內(nèi)也形成類似的濃度梯度分布曲線。擴(kuò)散電容的示意圖如圖所示。第31頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擴(kuò)散電容CD當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，擴(kuò)散電流即外電路電流的大小也就不同。所以PN結(jié)兩側(cè)堆積的多子的濃度梯度分布也不同，這就相當(dāng)電容的充放電過程。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容。

擴(kuò)散電容示意圖PN結(jié)在反偏時(shí)主要考慮勢(shì)壘電容。PN結(jié)在正偏時(shí)主要考慮擴(kuò)散電容。第32頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.3半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線半導(dǎo)體二極管的參數(shù)半導(dǎo)體二極管的溫度特性半導(dǎo)體二極管的型號(hào)穩(wěn)壓二極管半導(dǎo)體二極管及其分析方法第33頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型

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、面接觸型和平面型三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。(1)點(diǎn)接觸型二極管—PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。點(diǎn)接觸型二極管的結(jié)構(gòu)示意圖第34頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二極管的結(jié)構(gòu)平面型(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，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(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。面接觸型第35頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線

半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線如圖所示。處于第一象限的是正向伏安特性曲線，處于第三象限的是反向伏安特性曲線。第36頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二極管的伏安特性曲線根據(jù)理論推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示

式中IS為反向飽和電流，V為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q

稱為溫度的電壓當(dāng)量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q

為電子電荷量，T為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫（相當(dāng)T=300K），則有VT=26mV。第37頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

硅二極管的死區(qū)電壓Vth=0.5V左右，

鍺二極管的死區(qū)電壓Vth=0.1V左右。

當(dāng)0＜V＜Vth時(shí)，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)V＞0即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：當(dāng)V＞Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。(1)正向特性第38頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)V＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：

當(dāng)VBR＜V＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS

。

當(dāng)V≥VBR時(shí)，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。(2)反向特性第39頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反向特性

在反向區(qū)，硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。

硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很小；鍺二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。

從擊穿的機(jī)理上看，硅二極管若|VBR|≥7V時(shí),主要是雪崩擊穿；若|VBR|≤4V時(shí),則主要是齊納擊穿。當(dāng)在4V～7V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數(shù)點(diǎn)。第40頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3半導(dǎo)體二極管的參數(shù)

半導(dǎo)體二極管的參數(shù)包括最大整流電流IF、反向擊穿電壓VBR、最大反向工作電壓VRM、反向電流IR、最高工作頻率fmax和結(jié)電容Cj等。幾個(gè)主要的參數(shù)介紹如下：

(1)最大整流電流IF——二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過二極管的最大整流電流的平均值。(2)反向擊穿電壓VBR———和最大反向工作電壓VRM

二極管反向電流急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓VBR。

為安全計(jì)，在實(shí)際工作時(shí)，最大反向工作電壓VRM一般只按反向擊穿電壓VBR的一半計(jì)算。第41頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體二極管的參數(shù)

(3)反向電流IR:在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下，一般是最大反向工作電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺二極管在微安(A)級(jí)。

(4)正向壓降VF：在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流水平下，約0.6～0.8V；鍺二極管約0.2～0.3V。(5)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第42頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性

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)。這些可以從所示二極管的伏安特性曲線上看出。第43頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(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：二極管符號(hào)：D代表P型Ge第44頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體二極管圖片第45頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體二極管圖片第46頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體二極管圖片第47頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.6二極管電路及其分析方法

簡(jiǎn)單的二極管電路如圖所示，由二極管、電阻和電壓源組成，其分析方法一般有兩種：圖解法、模型法（等效電路法）。第48頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IOVBRIS1.圖解法圖示電路可分為A、B兩部分。A部分的電壓與電流關(guān)系：VD=V-IRB部分的電壓與電流關(guān)系就是二極管的伏安特性。在二極管的伏安特性上畫出VD=V-IR，如圖所示：(V,0)RV(0,)QIDVD最后得出二極管兩端的電壓VD和流過二極管的電流I，如圖所示。第49頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.模型分析法(1)二極管的大信號(hào)模型： 根據(jù)二極管伏安特性，可把它分成導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。如圖所示，VD<0.7V截止VD>0.7V導(dǎo)通VD<0.2V截止VD>0.2V導(dǎo)通這就是二極管的大信號(hào)模型。硅管鍺管第50頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大信號(hào)模型所以二極管導(dǎo)通時(shí)，其上的電壓和流過它的電流可表示為：一般硅二極管正向?qū)▔航禐?.6V~0.8V

鍺二極管正向?qū)▔航禐?.1V~0.3V以0.7或0.2計(jì)算將引入10%的誤差。但如果V足夠大，則VD實(shí)際引入的誤差并不大。硅管鍺管如果V>>0.7V(0.3V):第51頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月理想模型IDO0.7V理想二極管大信號(hào)模型0.7V第52頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小信號(hào)模型(2)二極管的小信號(hào)模型： 從二極管伏安特性上看出，二極管導(dǎo)通后，其電壓變化量與電流變化量之比近似于常數(shù)：此時(shí)的二極管相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻，其阻值是正向特性曲線在工作點(diǎn)上的斜率的倒數(shù)，如圖所示。第53頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.7二極管基本應(yīng)用1.利用伏安特性的非線性構(gòu)成（限幅電路）例1：如圖所示： D1D2vivovovi第54頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二極管基本應(yīng)用|vi|<0.7V時(shí)，D1、D2截止，所以vo=vi|vi|>0.7V時(shí)，D1、D2中有一個(gè)導(dǎo)通，所以vo=0.7V例2：如圖所示：voviD2D1vovi第55頁(yè)，課件共60頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二極管基本應(yīng)用2.利用單向?qū)щ娦詷?gòu)成整流和開關(guān)電路

不管輸入信號(hào)處于正或負(fù)半周，負(fù)載上得到的都是正向電壓。全波整流電路：vivoD3