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1、2 半导体二极管及其应用电路,2.1 PN结的基本知识,2.2 半导体二极管,2.3 二极管应用电路,2.4 特殊二极管,2 半导体二极管及其应用电路,2,2.1 PN结的基本知识,2.1.1 本征半导体及其导电性,2.1.2 杂质半导体,2.1.3 PN结及其单向导电性,2.1.4 PN结电容,3,载流子: 运载电荷的粒子,2.1.1 本征半导体及其导电性,2.1 PN结的基本知识,图2.1.2 电子和空穴的移动,1. 本征半导体,2. 本征激发,自由电子,空穴,复合,自由电子,空穴,5,图2.1.5 PN结的形成,(a) 载流子的扩散 (b) 空间电荷区 (c) 结区电位分布曲线,2.1.
2、3 PN结及其单向导电性,2.1 PN结的基本知识,1. PN结的形成,6,图2.1.6 外加正向电压时的PN结 图2.1.7 外加反向电压时的PN结,2. PN结的单向导电性,2.1.3 PN结及其单向导电性,7,图2.1.8 PN结伏安特性,3. PN结的伏安特性,正向特性,反向特性,反向击穿特性,倍增效应,雪崩击穿,齐纳击穿,2.1.3 PN结及其单向导电性,8,图2.1.9 势垒电容与外加电压关系 图2.1.10 扩散电容效应,(1) 势垒电容CB,(2) 扩散电容CD,2.1.4 PN结电容,2.1 PN结的基本知识,9,2.2 半导体二极管,2.2.1 二极管的结构,2.2.2 二
3、极管的伏安特性,2.2.3 二极管的主要参数,2.2.4 二极管模型,10,图2.2.1 半导体二极管的结构及符号 (a) 点接触型 (b) 面接触型 (c) 平面型 (d) 电路符号,(a),(b),(d),(c),2.2.1 二极管的结构,2.2 半导体二极管,11,2.2 半导体二极管,图2.2.2 硅二极管的2CP10的伏安特性 图2.2.3 锗二极管2AP15的伏安特性,正向特性、反向特性 、反向击穿特性,2.2.2 二极管的伏安特性,12,图2.2.4 温度对二极管特性曲线的影响示意图,温度对二极管特性的影响,13,1. 最大整流电流IF,2. 最高反向工作电压VRM,3. 反向电
4、流IR,4. 极间电容Cd,5. 最高工作频率fM,2.2.3 二极管的主要参数,2.2 半导体二极管,图2.2.3 锗二极管2AP15的伏安特性,14,表2.2.1 几种国产半导体二极管参数 （1）2AP17检波二极管（点接触型锗管，在电子设备中作检波和小电流整流用）,15,表2.2.1 几种国产半导体二极管参数 （2）2CZ5257系列整流二极管，用于电子设备的整流电路中。,16,图2.2.5 理想模型 （a）伏安特性曲线 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型,2.2.4 二极管模型,2.2 半导体二极管,17,图2.2.6 恒压降模型 图2.2.7 折线
5、模型 (a) 伏安特性曲线 (b) 代表符号 (a) 伏安特性曲线 (b) 代表符号,18,图2.2.8 小信号模型 (a) 伏安特性曲线 (b) 代表符号,19,2.3 二极管应用电路,2.3.1 整流电路,2.3.2 限幅电路,2.3.3 钳位电路,20,2.3.1 整流电路,（a） （b） 图2.3.1 单向半波整流电路 （a）电路图 （b）vI和vO的波形,2.3 二极管应用电路,21,（a） （b） 图2.3.2 单向全整流电路 （a）电路图 （b）v2和vo的波形,22,（a） （b） （c） 图2.3.3 二极管限幅电路（a）电路图 （b）viVB时的等效电路 （c）viVB时的
6、等效电路,2.3.2 限幅电路,2.3 二极管应用电路,23,图2.3.4 二极管限幅电路波形图,24,图2.3.5 二极管钳位电路(a）电路图 （b）输入电压波形 （c）电容两端电压波形 （d）输出电压波形,(a),(c),2.3.3 钳位电路,2.3 二极管应用电路,25,2.4 特殊二极管,2.4.1 稳压二极管,2.4.2 光电二极管,2.4.3 发光二极管,2.4.4 激光二极管,26,1. 稳压管及其稳压作用,2. 稳压管的主要参数,(1) 稳定电压VZ,(2) 稳定电流IZ,(3) 动态电阻rZ,（a） （b） 图2.4.1 稳压管电路符号与伏安特性（a）电路符号 （b）伏安特性,(4) 额定功耗PZ,(5) 稳定电压的温度系数K,2.4.1 稳压二极管,2.4 特殊二极管,27,图2.4.3 光电二极管（a）电路符号 （b）等效电路 （c）特性曲线,2.4.2 光电二极管,2.4 特殊二极管,28,图2.4.4 发光二极管的电路符号 图2.4.5 光隔离器电路,2.4.3 发光二极管,2.4 特殊二极管,
