半導體及二極管ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 |VBR|≤4V時 ， 則主要是齊納擊穿 。 當在 4V～ 7V之間兩種擊 穿都有 ， 有可能獲得零溫度系數點 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 三、二極管的主要參數 IF 二極管長期運行時，允許流過二極管的最大正向平均電流。 VBR 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，甚至因過熱而燒壞。手冊上給出的 最高反向工作電壓 VWRM一般是VBR的一半，以確保管子安全運行。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 3. 反向電流 IR 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。 4. 正向壓降 VF 在規定的正向電流下 ， 二極管的正向電壓降 。 小電流 硅二極管 的正向壓降在中等電流水平下 ， 約 ～ ； 鍺二極管約 ～ 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 它反映了二極管正向特性曲線斜率的倒數。 5. 動態電阻 rd rd 是二極管特性曲線上工作點 Q 附近電壓的變化與電流的變化之比： ddd ivr??? 顯然， rd 是對 Q 附近的微小變化區域內的電阻。 id vd Id Vd Q ?id ?vd 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 6. 極間電容 Cd 極間電容是反映二極管中 PN結電容效應的參數。它由兩部分組成： 勢壘電容 CB和 擴散電容 CD。 在高頻或開關狀態運用時，必須考慮極間電容的影響。 二極管的參數是正確使用二極管的依據，一般半導體器件手冊中都給出不同型號管子的參數。 使用時，應特別注意不要超過 最大整流電流 和 最高反向工作電壓 ，否則管子容易損壞。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下： 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二極管的基本電路及其分析方法 一、簡單二極管電路的圖解分析方法 二極管是一種 非線性器件 ，因而其電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對來說比較復雜，而圖解分析法則較簡單，但前提條件是已知二極管的VI特性曲線。 在電子技術中，二極管電路得到廣泛的應用。本節重點介紹采用簡化模型，分析幾種基本的二極管電路，如限幅電路、開關電路、低電壓穩壓電路等。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 例 二極管電路及二極管的 VI 特性曲線如圖所示。已知電源 VDD和電阻 R，求二極管兩端電壓 vD和流過二極管的電流 iD。 iD /mA vD /V ID VD Q VDD VDD R o 二極管 VI 特性曲線 斜率為 的負載線 R1?+ DiR— DvDDVD電路圖 圖解分析 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 iD /mA vD /V ID VD Q VDD VDD R o 二極管 VI 特性曲線 斜率為 的負載線 R1?+ DiR— DvDDVD解： RvVi DDDD??DDD11 VRvR ???Q點稱為電路的工作點，其坐標值即為所求。 圖解法簡單直觀，但不現實，并不實用，僅對電路的工作原理和相關重要概念有很大幫助。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二極管的伏安特性曲線可用下式表示 )1( /SD D ?? TnVveIi迭代法： n取 1時，有 ，稱為 指數模型 )1( /SD D ?? TVveIiRvVi DDDD??又 聯立求解上述兩式，即可求出 vD和 iD。 圖解法 和 迭代法 都不實用。工程上，通常在一定條件下，利用簡化模型代替二極管非線性特性，來分析二極管電路，從而使分析大為簡化。 簡化模型分析方法 是非常簡單有效的工程近似分析方法。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二、二極管電路的簡化模型分析方法 1. 二極管 V I 特性的建模 （ 1） 理想模型 如圖所示，在 正向偏置 時，其 管壓降為 0V，而當二極管處于 反向偏置 時，認為它的 電阻為無窮大 ，電流為零。 在實際電路中，當電源電壓遠比二極管的管壓降大時，可利用此模型來近似分析。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 （ 2） 恒壓降模型 如圖所示，當二極管處于正向偏置 時，其 管壓降 認為是 恒定 的，且不隨電流而改變，典型值為 。 不過，這只有當二極管的電流 iD近似等于或大于 1mA時才是正確的。該模型提供了合理的近似，因此，應用也較廣。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 （ 3） 折線模型 為了較真實地描述二極管的伏安特性，在恒壓降模型的基礎上，作一定地修正，即認為二極管的管壓降隨其電流的增加而增加，可以用一個 電源 和 內阻 rD來近似 。 rD的確定：當二極管的導通電流為 1mA時，管壓降為，則 ???? 200mA1 由于二極管特性的分散性， Vth和 rD的值不是固定不變的。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 （ 4） 小信號模型 二極管工作在正向特性的某一小范圍內時，其正向特性可以等效成一個微變電阻 rd，即 DDd ivr???? ?)1( /SDD ?? TVveIdvd得 Q點處的微變電導 gd DDd dvdig ? TVvTeVI /S D?TVID?dd1gr ?則 DIVT? （ 常溫下， T=300K） )mA()mV(26DI?QTViD?TD vvsT eIiVv ???? DD m V ,26Q點處， QVvTTeVIg /SdD?則 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 2. 模型分析法應用舉例 （ 1）整流電路 例 二極管基本電路如圖所示。已知 vs為正弦波，如圖所示。試利用二極管理想模型定性地繪出 vo的波形。 + R— ovD+ — svsvt???2?3?4o 當 vs為正半周時，二極管正向偏置，導通， vo= vs ； 當 vs為負半周時，二極管反向偏置，截止， vo= 0 。 解： ovt?? ?2 ?3 ?4o回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 （ 2） 二極管的靜態工作情況分析 V 0D ?VmA 1/DDD ?? RVI理想模型 例 如圖為硅二極管基本電路， R=10k?，對于下列兩種情況，求電路的 ID和 VD： （ 1） VDD=10V；（ 2）VDD=1V。在每種情況下，應用理想模型、恒壓降模型和折線模型求解。設折線模型中 rD=?。 解： （ 1） VDD=10V時 +?? DiDV DD回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 折線模型 V ?V（硅二極管典型值） mA 9 3 DthDDD ????rRVVIV ??? rIVV+?? DiDV DDrDV thmA )( DDDD ??? RVVI恒壓降模型 V ?V（ 硅二極管典型值） +?? DiDV DDV D回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 V 0D ?V mA ?? RVI理想模型 （ 2） VDD=1V 折線模型 V ?V（硅二極管典型值） D D thDD0 .0 4 9 m AVVI Rr ????D t h D D 0 . 5 1 VV V I r? ? ?mA )( DDDD ??? RVVI恒壓降模型 V ?V（ 硅二極管典型值） 上例表明，在電源電壓遠大于二極管壓降時，恒壓降模型得出的結果較合理；當電源電壓較低時，折線模型得出的結果較合理。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 （ 3） 限幅電路 在電子電路中，常用限幅電路對各種信號進行處理。它是用來讓信號在預置的電平范圍內，有選擇地傳輸一部分。 例 如圖， R = 1k?， VREF = 3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解以下兩問： （ 1） vI = 0V、 4V、 6V時，求相應的輸出電壓 vo的值；（ 2） vI = 6sinωtV時，繪出相應的輸出電壓 vo的波形。 + R—