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(共12张PPT)
半导体二极管
一、基本结构
半导体二极管
正极
负极
D
P N
1、点接触型二极管
正极引线
触丝
N型锗
支架
外壳
负极引线
PN结
PN结的结面积小，不能通过较大的电流，但其结电容较小（一般在1pF以下），工作频率可高达100MHZ以上，因此适用于高频检波和小功率的高频整流电路。
(1) 结构
(2) 特点
2. 面接触型二极管
(2) 特点
PN结的结面积大，能够通过较大的电流，但其结电容大，因此只能在较低的频率下工作，一般仅用于整流电路
金锑合金
(1) 结构
正极
负极
底座
PN结
按材料二极管有硅管和锗管之分
二、伏安特性
600
400
200
– 0.1
– 0.2
0
0.4
0.8
–50
–100
ID / mA
UD / V
硅管的伏安特性
反向特性
死区
IS
正向特性
UBR
ID / mA
U D/ V
0.4
0.8
– 40
– 80
2
4
6
–0.1
–0.2
锗管的伏安特性
反向特性
0
正向特性
Uon
iD= f (uD)
iD
+ uD –
D
击穿
死区电压（开启电压） Uon
Si 管：0.5V左右
Ge管：0.1V左右
正向电压
Si 管：0.6V~0.8V
Ge管：0.2V~0.3V
注意
二极管的伏安特性受温度的影响。如当环境温度升高时，二极管的正向特性曲线左移，反向特性曲线下移。
二极管方程
iD=Is(e –1)
uD /UT
UT：温度的电压当量。常温下，即T=300K（270C）时，UT= 26mV。
在正向段：当uD>>UT时，iD= Ise
uD / UT
在反向段：当| uD |>> UT时，iD –IS
三、主要参数
1.正向平均电流IF：是二极管长期工作时允许通过的
最大正向电流。
2. 正向工作电压UF：二极管流过额定电流时所需的
额定正向电压。
器件的参数是其各方面性能的定量描述，它是设计、分析电路，选择器件的主要依据。各种器件的参数可由手册查得。
注意
二极管的正向平均电流不得超过此值，否则可能使管子过热而烧坏。
注意
二极管导通时会有一定的正向压降，设计电路时应当充分考虑到这一点。
4. 反向电流IR：二极管未击穿时的反向电流。它愈小，二极管的单向导电性愈好。由于反向电流是由少数载流子形成的，所以其受温度的影响很大。
5. 最高工作频率fM：二极管工作的上限频率。 fM的值主要取决于PN结结电容的大小，结电容愈大，则fM愈低。利用结电容——变容二极管
二极管的应用范围很广,它可用于整流、检波、函数发生器、波形整形、元件保护（限幅、钳位、隔离）以及在数字电路中作为开关元件。
3. 最高反向工作电压UR：二极管工作时允许外加的
最大反向电压。
注意
二极管的反向电压不得超过此值，否则二极管可能因过压被击穿。
四、应用举例
【例1】二极管的降压作用
~220V
RL
【例2】二极管的开关作用
~220V
Notebook
D1
D2
Battery
Adapter
有电时，
(1)对电池充电D2 on；(2)向负载供电；(3)电池只充电不放电
没电时，
(1) 电池放电D3 on；(2) 不能向充电器放电D1 off
D3
【例3】二极管的钳位作用
下图中，已知VA=3V， VB=0V， DA 、DB为锗管，求输出端Y的电位，并说明每个二极管的作用。
解： DA优先导通，则
VY=3–0.3=2.7V
DA导通后，DB因反偏而截止，起隔离作用，DA起钳位作用，将Y端的电位钳制在+2.7V。
DA
–12V
Y
A
B
DB
R
2.7V
3V
0V
D为理想二极管，E= 3V，ui = 6 sin t V，试画出 uo及uD的波形

2
ui 3V时，D截止， IR = 0 ， uO= ui
uD = uO–3V
ui>3V时，D导通， uD= 0 ， uO=3V
ui / V
t
6
3
0

2
解：
t
3
0
–6
uo / V
t
0
–9
uD / V
–3
D
E
3V
R
ui
uo
uR
uD
IR
【例4】二极管的限幅作用

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