2.3二極管2.3.2二極管的構造類型2.3.3二極管的特性曲線2.3.4晶體二極管的參數2.3.4二極管的根本運用電路2.3.5特殊二極管2.3.6穩壓二極管及穩壓電路晶體二極管的模型2.3.1外特性分析方法特殊二極管12.3二極管2.3.1二極管的構造類型2.3.2二極管的特性曲線2.3.3二極管的參數22.3.1晶體二極管的構造類型在PN結上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按構造分有點接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點接觸型二極管—PN結面積小，結電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點接觸型二極管的構造表示圖3二極管的構造表示圖(c)平面型(3)平面型二極管—往往用于集成電路制造工藝中。PN結面積可大可小，用于高頻整流和開關電路中。(2)面接觸型二極管—PN結面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型4總結562.3.2晶體二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性曲線晶體二極管的電路符號正向伏安特性曲線反向伏安特性曲線72.3.2晶體二極管的伏安特性曲線式中IS為反向飽和電流，UD為二極管兩端的電壓降，UT=kT/q稱為溫度的電壓當量，k為玻耳茲曼常數，q為電子電荷量，T為熱力學溫度。對于室溫〔相當T=300K〕，那么有UT=26mV。根據實際推導，二極管的伏安特性曲線可用下式表示：8二極管的伏安特性曲線圖示9(1)正向特性1、當0＜u＜UD(ON)時，正向電流為零，UD(ON)稱為死區電壓或開啟電壓。當u＞0即處于正向特性區域。正向區又分為兩段：2、當u＞UD(ON)時，開場出現正向電流，并按指數規律增長。UD(ON)10(2)反向特性當u＜0時，即處于反向特性區域。反向區也分兩個區域：1、當UBR＜u＜0時，反向電流很小，且根本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。２、當u≥UBR時，反向電流急劇添加，UBR稱為反向擊穿電壓。11在反向區，硅、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。從擊穿的機理上看，硅二極管假設|UBR|≥7V時,主要是雪崩擊穿；假設|UBR|≤5V時,那么主要是齊納擊穿。當在5V～7V之間兩種擊穿都有，有能夠獲得零溫度系數點。(3)反向擊穿特性12正向偏置二極管小功率正常任務時，管壓降變化范圍很小，硅二極管為：UD(ON)=0.5~0.7V鍺二極管為：UD(ON)=0.１~0.３V硅二極管的反向飽和電流也很小。０.1uA鍺二極管的反向飽和電流較大。幾十uA132.3.3晶體二極管的參數1、最大整流電流IF二極管長期延續工作時，允許經過二極管的最大整流電流的平均值。2、反向擊穿電壓UBR二極管反向電流急劇添加時對應的反向電壓值稱為反向擊穿電壓VBR。143、反向電流IR5、最高任務頻率fM在室溫下，在規定的反向電壓下，普通是最大反向任務電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流普通在納安(nA)級；鍺二極管在微安(A)級。fM與結電容有關，f>fM時，單導游電性便差。4、極間電容(反向恢復時間)152.4二極管根本電路及分析方法二極管是一種非線性器件3.4.1二極管的圖解分析162.4二極管根本電路及分析方法二極管是一種非線性器件,在大信號任務時，其非線性表現為單導游電性，而導通后所呈現的非線性往往是次要的。在不同條件下，可采用不同的近似方法來等效二極管。通常采用三種模型：１、理想模型２、簡化模型３、折線模型3.4.2晶體二極管的模型172.4.1晶體二極管的模型一、理想模型正向：UD(on)=0反向：IR=0理想二極管：ui18二、恒壓模型簡化二極管：iuB0BUD(on)UD(on)正向：UD(on)=反向：IR=02.4.1晶體二極管的模型19三、折線模型折線二極管：iuB0BUD(on)正向：UD(on)=反向：IR=0UD(on)rD2.4.1晶體二極管的模型20三、折線模型iuB0BUD(on)VD(on)rD2.4.1晶體二極管的模型212.4.2二極管根本運用電路一、整流二、限幅三、電平選擇221、半波整流一、整流232、全波整流U2aU2bU2aU2bU2bU2aU2aU2bU2aU2b242、全波整流U2U2U2U22526當輸入信號電壓在一定范圍內變化時,輸出電壓隨輸入電壓相應變化；當輸入電壓超出該范圍時,輸出電壓堅持不變。將輸出電壓vo開場不變的電壓值稱為限幅電平。當輸入電壓高于限幅電平常,輸出電壓堅持不變的限幅稱為上限幅。當輸入電壓低于限幅電平常,輸出電壓堅持不變的限幅稱為下限幅。二.限幅電路限幅的概念27并聯二極管上限幅電路二、限幅改動Ｅ值就可改動限幅電平。28Ｅ＝０V,限幅電平為０V。uｉ＞０時二極管導通,uo＝０V；ui＜０V,二極管截止,uo＝uｉ。波形如圖(a)所示。０＜Ｅ＜Um,那么限幅電平為＋Ｅ。uｉ＜Ｅ,二極管截止,uo＝uｉ；uｉ＞Ｅ,二極管導通,uo＝Ｅ。波形圖如圖(ｂ)所示。－Um＜Ｅ＜０,那么限幅電平為-E,波形圖如圖(ｃ)所示。29二極管并聯上限幅電路波形關系Ｅ＝０V－Vm＜Ｅ＜００＜Ｅ＜Vm30并聯下限幅電路UDUi+-Uo+-ER并聯上限幅電路UDUi+-Uo+-ER31串聯限幅電路32雙向限幅電路332.4.2二極管根本運用電路一、整流二、限幅三、電平選擇34三、電平選擇電路圖(a)給出了一個二極管電平選擇電路，其中二極管D1和D2為理想二極管，輸入信號ui1和ui2的幅度均小于電源電壓E，波形如圖(b)所示。分析電路的任務原理，并作出輸出信號uo的波形。35解：由于ui1和ui2均小于E，所以D1和D2至少有一個導通。〔1〕設ui1<ui2，那么D1導通，D2截止，uo=ui1，〔2〕當ui1>ui2，那么D2導通，D1截止，uo=ui2；〔3〕當ui1=ui2時，D1和D2才同時導通，uo=ui1=ui2。〔4〕功能：電路完成低電平選擇，當高、低電平分別代表邏輯1和邏輯0時，就實現了邏輯“與〞運算。36四、二極管門電路二極管“與〞門電路372二極管門電路二極管“或〞門電路382.5特殊二極管穩壓二極管是運用在反向擊穿區的特殊二極管。伏安特性曲線與二極管的伏安特性曲線完全一樣。2.5.1穩壓二極管及根本運用電路〔b〕伏安特性(c)運用電路(b)(c)(a)符號939一、穩壓作用電流增量很大的變化，只引起電壓增量很小的變化。穩壓特性40(1)穩定電壓UZ——在規定的穩壓管反向任務電流IZ下，所對應的反向任務電壓。二、主要參數41(2)最大耗散功率PZM——穩壓管的最大功率損耗取決于PN結的面積和散熱等條件。反向任務時PN結的功率損耗為PZ=UZIZ，由PZM和UZ可以決議IZmax。(4)最大穩定任務電流IZmax和最小穩定任務電流IZmin—————穩壓管的最大穩定任務電流取決于最大耗散功率，即PZmax=UZIZmax。而Izmin對應UZmin。假設IZ＜IZmin那么不能穩壓。二、主要參數42(5)穩定電壓溫度系數——VZ溫度的變化將使VZ改動，在穩壓管中當VZ＞5.7V時，VZ具有正溫度系數，反向擊穿是雪崩擊穿。當VZ＜5.7V時，VZ具有負溫度系數，反向擊穿是齊納擊穿。當5V＜VZ＜7V時，穩壓管可以獲得接近零的溫度系數。這樣的穩壓二極管可以作為規范穩壓管運用。二、主要參數432、電阻的作用一是起限流作用，〔1〕維護穩壓管〔2〕當輸入電壓或負載電流變化時，經過該電阻上電壓降的變化起到穩壓作用。三、運用3、運用時必需對流過管子的電流加以控制1、穩壓二極管在任務時應反接，并串入一只電阻。44三、運用a、反偏；b、IZ必需在穩定最小電流IZmin和最大電流IZmax之間，即:IZmin<IZ<IZmax任務條件：

IZDZILRLV0ViR+-45三、運用任務條件：IZmin<IZ<IZmax1、Ui=Uimin，RL=RLMin時IZ最小：

IZDZILRLV0ViR46三、運用任務條件：IZmin<IZ<IZmax2、Ui=Uimax，RL=RLMax時IZ最大：結論：

IZDZILRLU0UiR47其它二極管變容二極管光電子器件光電二極管發光二極管激光二極管4849優點：開關頻率高正向壓降低缺陷：反向擊穿電壓比較低5051晶體二極管圖片525354553.3.3晶體二極管的參數一、直流電阻二、交流電阻二極管兩端所加的直流電壓VD與流過的直流電流ID之比。二極管在其任務形狀〔VD，ID〕的電壓微變量與電流微變量之比。在常溫下：