1、模電第3講半導體二極管 一、二極管的組成一、二極管的組成將將PN結封裝，引出兩個電極，就構成了二極管。結封裝，引出兩個電極，就構成了二極管。點接觸型：點接觸型：結面積小，結電容小結面積小，結電容小故結允許的電流小故結允許的電流小面接觸型：面接觸型：結面積大，結電容大結面積大，結電容大故結允許的電流大故結允許的電流大結面積可小、可大結面積可小、可大小的工作頻率高小的工作頻率高大的結允許的電流大大的結允許的電流大 二、二極管的伏安特性及電流方程二、二極管的伏安特性及電流方程 二極管的電流與其端電壓的關系稱為伏安特性二極管的電流與其端電壓的關系稱為伏安特性材料材料開啟電壓開啟電壓導通電壓導通電壓反向

2、飽和電流反向飽和電流硅硅Si0.5V0.50.8V1A以下鍺鍺Ge0.1V0.10.3V幾十A)(ufi 開啟開啟電壓電壓反向飽反向飽和電流和電流擊穿擊穿電壓電壓mV)26( ) 1e (TSTUIiUu常溫下溫度的溫度的電壓當量電壓當量從二極管的伏安特性可以反映出：從二極管的伏安特性可以反映出： 1. 單向導電性單向導電性。，則若反向電壓；，則若正向電壓STSTTeIiUuIiUuUu) 1e (TSUuIi2. 伏安特性受溫度影響伏安特性受溫度影響T（）在電流不變情況下管壓降在電流不變情況下管壓降u 反向飽和電流反向飽和電流IS，U(BR) T（）正向特性左移正向特性左移，反向特性下移，反

3、向特性下移正向特性為正向特性為指數曲線指數曲線反向特性為橫軸的平行線反向特性為橫軸的平行線三、二極管的等效電路三、二極管的等效電路 1. 將伏安特性折線化將伏安特性折線化理想理想二極管二極管近似分析近似分析中最常用中最常用理想開關理想開關導通時導通時 UD0截止時截止時IS0導通時導通時UDUon截止時截止時IS0導通時導通時i與與u成成線性關系線性關系應根據不同情況選擇不同的等效電路！應根據不同情況選擇不同的等效電路！2. 微變等效電路微變等效電路DTDDdIUiur根據電流方程，Q越高，越高，rd越小。越小。 當二極管在靜態基礎上有一動態信號作用時，則可將二極當二極管在靜態基礎上有一動態信

4、號作用時，則可將二極管等效為一個電阻，稱為動態電阻，也就是微變等效電路。管等效為一個電阻，稱為動態電阻，也就是微變等效電路。ui=0時直流電源作用時直流電源作用小信號作用小信號作用靜態電流靜態電流1. 最大整流電流最大整流電流 IOM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。正向平均電流。2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作

5、電壓壓UWRM一般是一般是UBR的一半。的一半。四、二極管的主要參數四、二極管的主要參數3. 反向電流反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。反向電流受差，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。硅管大幾十到幾百倍。4.最高工作頻率最高工作頻率fM：因：因PN結有電容效應結有電容效應二極管：死區電壓

6、二極管：死區電壓=0 .5V，正向壓降，正向壓降 0.7V(硅二極管硅二極管) 理想二極管：死區電壓理想二極管：死區電壓=0 ，正向壓降，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應用舉例：二極管半波整流二極管的應用舉例：二極管半波整流二極管限幅電路二極管限幅電路 利用二極管正向導通后其兩端電壓很小且基本不變的特性， 可以構成各種限幅電路，使輸出電壓幅度限制在某一電壓值以內。五、穩壓二極管五、穩壓二極管1. 伏安特性伏安特性進入穩壓區的最小電流進入穩壓區的最小電流不至于損壞的最大電流不至于損壞的最大電流 由一個由一個PN結組結組成，反向擊穿后成，反向擊穿后在一定的電流范在一定的電流范圍內端電壓基本圍內端電壓基本不變，為穩定電不變，為穩定電壓。壓。2. 主要參數主要參數穩定電壓穩定電壓UZ、穩定電流、穩定電流IZ最大功耗最大功耗PZM IZM UZ動態電阻動態電阻rzUZ /IZ令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時，流過穩壓管的電時，流過穩壓管的電流為流為Izmin 。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWi方程方程2uoiZDZRiLiuiRL聯立