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1、2 3 半导体二极管 2 3 1 半导体二极管的结构类型 2 3 2 半导体二极管的伏安特性曲线 2 3 3 半导体二极管的参数 2 3 4 半导体二极管的温度特性 半导体二极管的型号 2 3 5 2 3 1 半导体二极管的结构类型 在PN结上加上引线和封装 就成为一个二极 管 二极管按结构分有点接触型 面接触型和平面 型三大类 它们的结构示意图如图2 11所示 1 点接触型二极管 PN结面积小 结电容小 用于检波和变频等高频电路 a 点接触型 图 2 11 二极管的结构示意图 图 2 11 二极管的结构示意图 c 平面型 3 平面型二极管 往往用于集成电路制造工 艺中 PN 结面积可大可小
2、用 于高频整流和开关电路中 2 面接触型二极管 PN结面积大 用 于工频大电流整流电路 b 面接触型 图 2 11 二极管的结构示意图 2 3 2 半导体二极管的伏安特性曲线 式中IS 为反向饱和电流 V 为二极管两端的 电压降 VT kT q 称为温度的电压当量 k为玻 耳兹曼常数 q 为电子电荷量 T 为热力学温度 对于室温 相当T 300 K 则有VT 26 mV 半导体二极管的伏安特性曲线如图2 12所示 处于第一象限的是正向伏安特性曲线 处于第三象 限的是反向伏安特性曲线 根据理论推导 二极管 的伏安特性曲线可用下式表示 2 1 图 2 12 二极管的伏安特性曲线 图示 1 正向特性
3、 硅二极管的死区电压 Vth 0 5 V左右 锗二极管的死区电压 Vth 0 2 V左右 当0 V Vth时 正向电流为零 Vth称为死区 电压或开启电压 当V 0即处于正向特性区域 正向区又分为两段 当V Vth时 开始出现正向电流 并按指数规 律增长 2 反向特性 当V 0时 即处于反向特性区域 反向区也分两个区域 当VBR V 0时 反向电流很小 且基 本不随反向电压的变化而变化 此时的反向 电流也称反向饱和电流IS 当V VBR时 反向电流急剧增加 VBR称为反向击 穿电压 在反向区 硅二极管和锗二极管的特性有所 不同 硅二极管的反向击穿特性比较硬 比较陡 反向饱和电流也很小 锗二极管
4、的反向击穿特性 比较软 过渡比较圆滑 反向饱和电流较大 从击穿的机理上看 硅二极管若 VBR 7V时 主要是雪崩击穿 若 VBR 4V时 则主要是齐纳击 穿 当在4V 7V之间两种击穿都有 有可能获得 零温度系数点 2 3 3 半导体二极管的参数 半导体二极管的主要的参数介绍如下 1 最大整流电流IF 二极管长期连续工 作时 允许通过二 极管的最大整流 电流的平均值 2 反向击穿电压VBR 和最大反向工作电压VRM 二极管反向电流 急剧增加时对应的反向 电压值称为反向击穿 电压VBR 为安全计 在实际 工作时 最大反向工作电压 VRM一般只按反向击穿电压 VBR的一半计算 3 反向电流IR 4
5、 正向压降VF 5 动态电阻rd 在室温下 在规定的反向电压下 一般是最大 反向工作电压下的反向电流值 硅二极管的反向 电流一般在纳安 nA 级 锗二极管在微安 A 级 在规定的正向电流下 二极管的正向电压 降 小电流硅二极管的正向压降在中等电流水 平下 约0 6 0 8V 锗二极管约0 2 0 3V 反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数 显然 rd与工作电流的大小有关 即 rd VF IF 2 3 4 半导体二极管的温度特性 温度对二极管的性能有较大的影响 温度升 高时 反向电流将呈指数规律增加 如硅二极管 温度每增加8 反向电流将约增加一倍 锗二 极管温度每增加12 反向电流大约增加一倍 另外 温度升高时 二极管的正向压降将减 小 每增加1 正向压降VF VD 大约减小2mV 即具有负的温度系数 这些可以从图01 13所示 二极管的伏安特性曲线上看出 图2 13 温度对二极管伏安特性曲线的影响 图示 2 3 5 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下 半导体二极管图片 半导体二极管图片 半导体二极管图片 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview
