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1、1.1半导体二极管,半导体二极管是由一个PN结封装制成的器件，二极管按所用材料的不同分硅管和锗管。,分类： 按结构分为点接触型、面接触型和平面型三类。 1.点接触型二极管，通过的电流小，结电容小，适用于高频电路和开关电路。 2.面接触型二极管，结面积大，电流大，结电容大，适用于低频整流电路。 3.平面型二极管，结面积较大时可以通过较大电流，适用于大功率整流，结面积较小时，可作为数字电路中的开关管。,二极管外形示意图,二极管结构：,1.1.1半导体二极管符号、特性、参数,1.二极管的符号 二极管是由PN结加相应的电极和管壳封装制成的，如图所示，P区的引出线称二极管的正极，N区的引出线称二极管的负
2、极。虽然二极管在材料和制造工艺上各不相同，但在电路图中均可用图的电气符号来表示，图中ID的箭头表示二极管导通时的电流方向。,2.二极管的伏安特性,二极管的伏安特性是指二极管两端的电压和流过二极管的电流的关系曲线，它是二极管应用的理论根据。 二极管的伏安特性可用逐点描法或用专用的晶体管特性图示仪直接测得。图所示为二极管的伏安特性曲线。现对该曲线进行分段说明。,二极管理论伏安特性曲线,(1) 正向特性。OA段：常称“死区”，表示由于起始部分正向电压较小，正向电流也非常小，几乎为零，OA段的电压称死区电压或门槛电压UT ，其大小随管子的材料和温度的不同而改变，一般取硅管为0.5V，锗管为0.1V。
3、AB段：称为正向导通区，表示外加电压越过死区电压后，随着电压增大，正向电流急速增大，二极管正常导通后管子两端的正向压降很小，且几乎不随电流而改变，一般取硅管为0.7V，锗管为0.3V。 (2) 反向特性。OC段：称为反向截止区，表示反向电压增加时，反向电流IS很小且几乎不变，小功率硅管IS小于1A，锗管IS为几微安到几十微安，通常都可忽略，但IS受温度影响大，实验证明，温度每升高10 时，Is将增大一倍。 CD段：称为反向击穿区，表示反向电压增大到超过某一值时，反向电流急剧增大，这一现象称为反向击穿，反向击穿时所加的电压叫反向击穿电压，记为UBR，反向击穿电流过大会使普通二极管烧坏，称为击穿短
4、路。,2AP15的伏安特性曲线,伏安特性曲线,结论：二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移。,3.二极管的主要参数,电子器件的参数是其特性的定量描述，也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。 二极管的主要参数有： (1)最大整流电流IF。指二极管长期安全应用时，允许通过管子的最大正向平均电流。IF的数值是由二极管允许的温升所限定的。使用时，管子的平均电流不得超过此值，否则，二极管PN结将可能因过热而损坏。 (2)最大反向工作电压UR。指工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，为了留有余地，手册上查到的UR通常取反向击穿电压UBR的一半。,(a)
5、二极管直流电阻 (b)二极管交流电阻 图1.3 二极管的直流电阻和交流电阻,1.1.2二极管的作用,二极管有单向导电性，同时在正反向工作区和击穿区还有一些电气特性。 主要作用： 1、整流（整流二极管，比如1N4001-1N4007系列） 2、检波（AM接收机内） 3、限幅或者钳位（运放输出端经常可以见到） 4、高速开关（我常用1N4148作开关） 5、稳压（各种类型的稳压二极管） 6、变容（FM接收机里面可能用到） 7、发光（LED，还有一些激光二极管）,1.1.3二极管单向导电特性应用电路介绍,1.半波整流和桥式整流电路 电子设备所需的直流电源，除少数情况用化学电池外，大部分都是由交流电网经
6、整流、滤波、稳压后得到的。整流，就是通过二极管的单向导电性的作用，把交流电变成直流电的过程，单相整流电路分半波整流电器路和桥式整流电路。,(a)半波整流电路 (b)半波整流输入输出的电压波形 图1.4 半波整流,图1.4(a)所示为纯电阻负载的半波整流电路，由交流变压器T，整流二极管VD和负载电阻RL组成。其中u1表示电网电压，u2表示变压器次级边电压。设u2U2sint，由于二极管的单向导电性的作用，当电源电压为正半周时，二极管承受正向的电压而导通，有电流流过负载，负载上得到一个上正下负的电压，当忽略二极管上的电压降时，负载上的电压uL等于电源变压器次级边的电压u2；当电源电压为负半周时，二
7、极管承受反向电压而截止，没有电流流过负载，此时，负载上的电压uL0。 整流波形如图1.4(b)所示。由图1.4可以看出，一个周期内负载上只有半个电压波形输出，方向是单方向的，大小却是变化的，称脉动直流电压，它的大小常用一个周期内的平均值来表示。,(1)半波整流电路,(a)桥式整流电路 (b)桥式整流输入输出的电压波形 图1.5 桥式整流,图1.5(a)所示为桥式整流电路，设电源变压器的次级边电压u2U2sint，四只二极管接成电桥的形式，当电源为正半周时，VD1、VD3承受正向电压而导通，VD2、VD4承受反向电压而截止，导电通路为aVD1RLVD3b，负载上流过电流 ；当电源为负半周时，VD
8、2、VD4承受正向电压而导通，VD1、VD3承受反向电压而截止，导通回路为bVD2RLVD4a，负载上流过电流，即一个周期内负载上都有电流流过，且方向一致，uL为双半周波形。如图1.5(b)所示。,(2)桥式整流电路,2二极管限幅电路,(a)二极管限幅电路 (b)电路(a)的输入输出波形 图1.6 二极管限幅电路,3二极管钳位电路,(a)二极管钳位电路 (b)二极管钳位电路的输入输出电压波形 图1.7 二极管钳位电路,4利用二极管改变RC充放电时间的电路,(a)利用二极管减少充电时间的电路 (b)图(a)所示电路的输入输出电压波形 图1.8 利用二极管减少RC充电时间的电路及输入输出电压波形,(a)利用二极管减少放电时间的电路 (b)图(a)的输入输出电压波形 图1.9 利用二极管减少RC放电时间的电路及输入输出电压波形,
