模拟电子技术基础1.2-半导体二极管XJD.pptx

引线阳极引线外壳铝合金小球PN结触丝金锑合金N型锗片N型硅底座阴极引线平面型点接触型1.2 半导体二极管1.2.1 半导体二极管的结构和类型 正极正极负极负极符号外型半导体二极管的外型和符号硅管锗管平面型点接触型半导体二极管的类型(1) 按使用的半导体材料不同分为(2) 按结构形式不同分为uDiD正向特性正向特性00. 8反向特性0. 80击穿特性反向特性硅管锗管1.2.2 半导体二极管的伏安特性 iD正向特性死区电压uDO击穿电压U(BR)硅管0.5 V反向特性锗管0.1 V1．正向特性(1) 近似呈现为指数曲线，即(2) 有死区（iD≈0的区域)死区电压约为iD正向特性死区电压硅管0.6~0 .8 V管压降uD 约为uD锗管0.2~0.3 VO击穿电压U(BR)硅管0.7 V反向特性通常近似取uD 锗管0.2 V(3) 导通后（即uD大于死区电压后）即 uD略有升高， iD急剧增大。时，(1) 当iD。正向特性死区电压IS=uDO击穿电压U(BR)反向特性2．反向特性 硅管小于0.1微安锗管几十到几百微安(2) 当时，iD正向特性死区电压uDO击穿电压U(BR)反向特性根据击穿可逆性分为反向电流急剧增大，二极管发生反向击穿。击穿的类型电击穿热击穿硅管150∽200oC锗管75∽100oC电击穿二极管发生反向击穿后，如果a. 功耗PD( = |UDID| )不大b. PN结的温度小于允许的最高结温降低反向电压，二极管仍能正常工作。热击穿PN结被烧坏，造成二极管永久性的损坏。条件击穿的特点(3) 产生击穿的机理a. 齐纳击穿 半导体的掺杂浓度高空间电荷层中有较强的电场击穿的机理电场将PN结中的价电子从共价键中激发出来击穿电压低于4V击穿电压具有负的温度系数条件击穿的的特点b. 雪崩击穿半导体的掺杂浓度低空间电荷区中就有较强的电场击穿的机理电场使PN结中的少子“碰撞电离”共价键中的价电子击穿电压高于6V击穿电压具有正的温度系数1.2.3 温度对半导体二极管特性的影响1. 当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。△uD/ △T = –（2~2.5）mV/ °C即 温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。2. 温度升高，反向饱和电流增大。即 平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。iD正向特性死区电压uDO击穿电压U(BR)反向特性1.2.4 半导体二极管的主要电参数1. 额定整流电流IF管子长期运行所允许通过的电流平均值。 2. 反向击穿电压U(BR)二极管能承受的最高反向电压。iD正向特性死区电压uDO击穿电压U(BR)反向特性3. 最高允许反向工作电压UR为了确保管子安全工作，所允许的最高反向电压。UR=（1/2~2/3）U(BR)4. 反向电流IR室温下加上规定的反向电压时测得的电流。 iD正向特性死区电压uDO击穿电压U(BR)反向特性5. 正向电压降UF指通过一定的直流测试电流时的管压降。 6. 最高工作频率fMfM与结电容有关，当工作频率超过fM时，二极管的单向导电性变坏。 uD–+iD理想特性实际特性iDuDO二极管的几种常用的模型 1. 理想二极管(1)伏安特性(2)电路符号iDuDuFOuD–+iDuF2. 恒压模型(1)伏安特性(2) 电路模型iDrDuDuthOuD–+rDiDuth3. 折线模型(1) 伏安特性(2) 电路模型iDrdQIDuDOUD动态电阻 ud–+idrd4. 小信号动态模型(1) 伏安特性(2) 电路模型思 考 题1. 在什么条件下，半导体二极管的管压降近似为常数？2. 根据二极管的伏安特性，给出几种二极管的电路分析模型。