§2-2 半导体二极管

1. §2-2 半导体二极管 • 学习要点： • 二极管导通条件及参数 • 稳压二极管及其特性

2. 半导体二极管 2-2-1 二极管伏安特性及主要参数 2-2-2 二极管的分类及命名方法 2-2-3 二极管的等效电路 2-2-4 稳压二极管 退出

3. 2-2-1 二极管伏安特性及主要参数 1.二极管的伏安特性曲线 结构与符号 伏安特性曲线

4. 讨论：（a）正向特性——VD的阳极接+、阴极接-讨论：（a）正向特性——VD的阳极接+、阴极接- Uth——“开启电压”或“死区电压” （硅管：Uth≈0.5V；锗管：Uth≈0.1V） 当外加电压u > Uth时→VD导通 UD(ON)——“导通电压”或“管压降” （硅管：UD(ON)≈0.7V；锗管UD(ON)≈0.3V） 二极管一旦导通其两端电压近似为常数 （b）反向特性——VD的阳极接-、阴极接+ IS——“反向饱和电流”，它受温度影响大，是衡 量管子热稳定性能的参数之一。 （c）反向击穿特性——失去单向导电性 UBR——“反向击穿电压” 提问：为避免二极管进入击穿，一般在使用二极管时总 是串联一个电阻，为何？

5. 2.二极管的温度特性 提问：为何温度会影响二极管的导电特性？ 温度与伏安特性的关系见下图 iD/mA uD/V ↗开启电压Uth↓ 结论：（同一只管子）当温度升高时→反向饱和电流IS↑ ↘反向击穿电压UBR↑

6. 3.二极管的主要参数 1)最大整流电流IFM——长期工作允许通过的最大正向平 均电流; 2)最高反向工作电压URM——保证不被击穿所能承受的电 压; 3)反向饱和电流IS——未击穿时的反向电流， IS↓→单向导电性越好; 4)最大功耗PM——保证安全工作而不被击穿，通常大功 率管要外加散热片; 5)直流等效电阻RD——衡量其单向导电性能， 正向电阻较小：几十Ω~几百Ω 反向电阻较大：几kΩ~几百kΩ 6)最高工作频率fM——二极管有电容效应（结电容），故 限制了其工作频率。 当二极管的实际工作频率：f >fM→结电容容↓→ 高频电流通过VD→单向导电性↓

7. 2-2-2 二极管的分类及命名方法 1.分类—— 1) 按材料分：硅管、锗管 2)按结构分：点接触型、面接触型、平面接触型 (示意图见书P39) 3)按用途分：整流二极管（即普通管）、稳压管、开 关管、检波管 2.命名方法——见书P39 2-2-3 二极管的等效电路

8. 讨论：1）外加正向电压且大于死区电压（ui≥Uth）开关S闭合讨论：1）外加正向电压且大于死区电压（ui≥Uth）开关S闭合 等效为——UD(on)串RD； 特例当:ui>> UD(on) →则UD(on)忽略、RD忽略(正向电阻 较小)（远小于负载）而忽略，即近似为一条导线 2）当外加反向电压，且未击穿时，开关断开，二极管 不导电 结论：普通二极管当正向加压足够大时，相当于一条导线； 当反向加压尚未击穿时，相当于开路。

9. 稳压二极管符号与伏安特性曲线 (a)符号 (b)伏安特性曲线 2-2-4 稳压二极管 ——用特殊工艺制造的面接触型硅二极管，且具有：高掺 杂、空间电荷区窄等特点 符号及伏安特性曲线

10. 稳压管的工作范围——反向击穿区，即必须反向加压稳压管的工作范围——反向击穿区，即必须反向加压 提问：稳压管如何外加电压，试画图表示。 稳压管的主要参数 （1）稳压值UZ——当进入击穿状态后，稳压管两端电压近 似不变，其值为UZ（ 因管子而不同） （2）稳定电流IZ——当工作电压为UZ时通过管子的电流。 IZ通常为一个范围值。 （3）最大功耗PZM和最大工作电流IZM——保证不进入热击 穿 三者要满足：PZM=IZM·UZ 注意：1）稳压管必须工作在反向偏置； 2）工作电流不能太大，应在稳定电流和最大电流之间; 3）稳压管可以串联使用，但不能并联。 击穿的应用——制成“稳压二极管”

11. 课后小结——见黑板 课前复习及提问： 1. P、N型半导体的多子、少子分别是什么？ 2. PN结的特性? 3.怎样能使PN结导通。 思考题：P47 1、2、3、4、5 作业题：P47 7 P146 2-2、2-4 预习：三极管分类、NPN型和 PNP型的区别、三极管的三 个区名称