2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体二极管的结构(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体二极管的结构(共12张PPT)

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半导体二极管的结构
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半导体二极管的结构
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。
(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
二极管的结构示意图
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(3) 平面型二极管
往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小,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
(c)平面型
(4) 二极管的代表符号
4
二极管的伏安特性
二极管的伏安特性曲线可用下式表示
硅二极管2CP10的V-I 特性
锗二极管2AP15的V-I 特性
正向特性
反向特性
反向击穿特性
5
二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM
(3) 反向电流IR
(4) 正向压降VF
(5) 极间电容CB与CD
6
二极管基本电路及其分析方法
二极管V- I 特性的建模
应用举例
7
二极管V- I 特性的建模
1. 理想模型
3. 折线模型
2. 恒压降模型
8
4. 小信号模型
二极管工作在正向特性的某一小范围内时,其正向特性可以等效成一个微变电阻。

根据
得Q点处的微变电导

常温下(T=300K)
二极管V- I 特性的建模
9
应用举例
1. 二极管的静态工作情况分析
理想模型
(R=10k )
(1)VDD=10V 时
恒压模型
(硅二极管典型值)
折线模型
(硅二极管典型值)

(2)VDD=1V 时
(自看)
10
例2.4.2 提示
应用举例
2. 限幅电路
11
例2.4.3 提示
应用举例
3. 开关电路
uO
D1
VCC
5 V
4.7K
uI1
uI2
D2
基本原则:
判断电路中的二极管处于导通状态还是截止状态,可以先将二极管断开,然后观察(或经过计算)阳、阴两极间是正向电压还是反向电压,若是前者则二极管导通,否则二极管截止。
当 、 时,D1为正向偏置, (因二极管是理想的),此时D2的阴极电位为5V,阳极为0V,处于反向偏置,故D2截止。
V
v
I
0
1
=
二极管“与”逻辑电路
12
2.5.1 稳压二极管
3. 稳压电路
正常稳压时 VO =VZ
# 稳压条件是什么?
IZmin ≤ IZ ≤ IZmax
# 不加R可以吗?
# 上述电路VI为正弦波,且幅值大于VZ , VO的波形是怎样的?

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