【正文】 增強(qiáng) ， 漂移運(yùn)動(dòng) (電流 )逐漸增加； ?當(dāng)擴(kuò)散電流與漂移電流相等時(shí) ， PN 結(jié)總的電流等于零 ，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定 。 即 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 。 空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米 ~ 幾十微米； 勢(shì)壘 電壓 Uho， 硅材料約為 ( ~ ) V, 鍺材料約為 ( ~ ) V。 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? （ 1） 外加 正向 電壓 (又稱 正向偏置，簡稱正偏 )P+——N 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) 外電場(chǎng)方向 內(nèi)電場(chǎng)方向 空間電荷區(qū) V R IF P N 外電場(chǎng)使多子向 PN 結(jié)移動(dòng)，中和部分離子使空間電荷區(qū) 變窄， 有利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，而漂移運(yùn)動(dòng)減弱，形成正向電流。 IF = I擴(kuò)（多子） ? I漂（少子） ? I擴(kuò)（多子） ??0 PN 結(jié)呈現(xiàn)低阻性 。 （ 2） 外加 反向 電壓 (又稱反向偏置，簡稱反偏 )P——N+ 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) P 區(qū) N 區(qū) 內(nèi)電場(chǎng) 外電場(chǎng) IR + 外電場(chǎng)使多子背離 PN 結(jié)移動(dòng)，使空間電荷區(qū) 變寬， 阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，而有利于漂移運(yùn)動(dòng)，形成反向電流 。 IR = I擴(kuò)（多子） ? I漂（少子） ? I漂（少子） ? 0 PN 結(jié)呈現(xiàn)高阻性 。 反向電流又稱 反向飽和電流 。 對(duì)溫度十分敏感 （ 由少子形成 ） ， 隨著溫度升高 ， IR 將急劇增大 。 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)具有單向?qū)щ娦? 結(jié)論： PN 結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通，呈小電阻，電流較大 。 反偏截止，電阻很大，電流近似為零。 PN結(jié)的電流方程（ P15) 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) )1e( /S ?? TUuIi 反向飽和電流 溫度的 電壓當(dāng)量 qkTUT ?電子電量 玻爾茲曼常數(shù) 當(dāng) T = 300 K(27?C)： UT = 26 mV PN結(jié)的伏安特性（ P16) 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) O u /V I /mA 正向特性 反向特性 ?加正向電壓時(shí) ?加反向電壓時(shí) i≈–IS TUUS eIi ? 半導(dǎo)體二極管 一、二極管的組成 二、二極管的伏安特性及電流方程 三、二極管的等效電路 四、二極管的主要參數(shù) 五、穩(wěn)壓二極管 一、二極管的組成 將 PN結(jié)封裝，引出兩個(gè)電極，就構(gòu)成了二極管。 點(diǎn)接觸型： 結(jié)面積小，結(jié)電容小 故結(jié)允許的電流小 最高工作頻率高 面接觸型： 結(jié)面積大，結(jié)電容大 故結(jié)允許的電流大 最高工作頻率低 平面型： 結(jié)面積可小、可大 小的工作頻率高 大的結(jié)允許的電流大 半導(dǎo)體二極管 二極管的符號(hào) 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管 二、二極管的伏安特性 在二極管的兩端加上電壓 ， 測(cè)量流過管子的電流 ，I = f (U )之間的關(guān)系曲線 。 60 40 20 – – 0 –25 –50 I / mA U / V 正向特性 硅管的伏安特性 2CP31 反向特性 – 50 I / mA U / V – 25 5 10 15 – – 鍺管的伏安特性 2AP26 0 半導(dǎo)體二極管 正向特性 當(dāng)正向電壓比較小時(shí) ， 正向電流很小 ， 幾乎為零 。 相應(yīng)的電壓叫 死區(qū)電壓 （ 或開啟電壓 ） Uon。 Uon與材料和溫度有關(guān) 。 正向特性 死區(qū)電壓 60 40 20 0 I / mA U / V 當(dāng)正向電壓超過死區(qū)電壓后 ， 隨著電壓的升高 ， 正向電流迅速增大 ， 二極管導(dǎo)通 。 Uon ≈ V V (硅管 ) (鍺管 ) UD = ( ? ) V（硅管），一般取 ( ? ) V（鍺管），一般取 導(dǎo)通電壓： 半導(dǎo)體二極管 反向特性 – – 0 –25 –50 I / mA U / V 反向特性 當(dāng)電壓超過零點(diǎn)幾伏后 ， 反向電流不隨電壓增加而增大 ， 即飽和 。 二極管加反向電壓 ， 反向電流很??； 如果反向電壓繼續(xù)升高 ， 大到一定數(shù)值時(shí) ， 反向電流會(huì)突然增大； 反向飽和電流 這種現(xiàn)象稱 擊穿 ， 對(duì)應(yīng)電壓叫 反向擊穿電壓 。 擊穿并不意味管子損壞 ， 若控制擊穿電流 ， 電壓降低后 ，還可恢復(fù)正常 。 擊穿電壓 U(BR) Is ?A(硅管 ) 幾十 ?A (鍺管 ) 半導(dǎo)體二極管 結(jié)論 二極管具有單向?qū)щ娦?。 加正向電壓時(shí)導(dǎo)通 ， 呈現(xiàn)很小的正向電阻 ， 如同開關(guān)閉合；加反向電壓時(shí)截止 ，呈現(xiàn)很大的反向電阻 ， 如同開關(guān)斷開 。 從二極管伏安特性曲線可以看出 ， 二極管的電壓與電流變化不呈線性關(guān)系 ， 其內(nèi)阻不是常數(shù) ， 所以二極管屬于 非線性 器件 。 ? 溫度對(duì)二極管特性的影響 60 40 20 – 0 –25 –50 iD / mA uD / V 20?C 90?C 半導(dǎo)體二極管 二極管的特性對(duì)溫度很敏感！ 在環(huán)境溫度升高時(shí)，二極管的正向特性將左移，反向特性將下移。 溫度增加 1. IF — 最大整流電流 (最大正向平均電流 ) 2. URM — 最高反向工作電壓 ，一般 為 U(BR) / 2 3. IR — 反向電流 (越小單向?qū)щ娦栽胶?) 4. fM — 最高工作頻率 (超過時(shí)單向?qū)щ娦宰儾?) iD uD U (BR) I F URM O 半導(dǎo)體二極管 三、二極管的主要參數(shù) 四、二極管的等效電路 1. 將伏安特性折線化 理想 二極管 近似分析中最常用 理想開關(guān) 導(dǎo)通時(shí) UD＝ 0截止時(shí) IS＝ 0 導(dǎo)通時(shí) UD＝ Uon 截止時(shí) IS＝ 0 導(dǎo)通時(shí) i與 u成線性關(guān)系 應(yīng)根據(jù)不同情況選擇不同的等效電路！ 半導(dǎo)體二極管 DTDDd IUiur ????根據(jù)電流方程， Q越高， rd越小。 當(dāng)二極管在靜態(tài)基礎(chǔ)上有一動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)，則可將二極管等效為一個(gè)電阻，稱為動(dòng)態(tài)電阻，也就是微變等效電路。 ui=0時(shí)直流電源作用 小信號(hào)作用 靜態(tài)電流 2. 微變等效電路 半導(dǎo)體二極管 討論 判斷電路中二極管的工作狀態(tài)，求解輸出電壓。設(shè)二極管導(dǎo)通電壓 UD=。 判斷二極管工作狀態(tài)的方法？ 如何判斷二極管在電路中的狀態(tài) ?先假設(shè)二極管兩端斷開，確定二極管兩端的電位差； ?若電路有兩個(gè)或兩個(gè)以上二極管，應(yīng)先判斷承受正向電壓較大的管子優(yōu)先導(dǎo)通，再按照上述方法判斷其余的管子是否導(dǎo)通。 ?根據(jù)二極管兩端加的是正電壓還是反電壓判定二極管是否導(dǎo)通：若為正電壓且大于開啟電壓，則管子導(dǎo)通，否則截止； 例 1 試求電路中電流 I I IO 和輸出電壓 UO 解： 假設(shè)二極管斷開 UP = 15 V ( V) 9 12 31 3N ????UUP UN 二極管導(dǎo)通 等效為 V 的恒壓源 P N UO = VDD1 ? UD(on)= 15 ? = (V) IO = UO / RL= / 3 = (mA) I2 = (UO ? VDD2) / R = ( ? 12) / 1 = (mA) I1 = IO + I2 = + = (mA) UO = ? IO = ? I2 = ? I1 = ? 三 、 寫出圖 ， 設(shè)二極管導(dǎo)通電壓UD＝ 。 解： UO1≈， UO2＝ 0， UO3≈－ ， UO4≈2V，