【正文】 問題 1： 二極管 (PN結 )主要特性是？其工程描述方法？ 10 (1)濃度差 ?多子的 擴散 運動 ? 復合 (2)復合 ?空間電荷區(qū) ?內電場 (3)內電場 ?少子的 漂移 運動 ?阻止 多子的 擴散 (4)擴散與漂移達到 動態(tài)平衡 載流子的運動： 擴散 運動 —— 濃度差產(chǎn)生的載流子移動 漂移 運動 —— 在電場作用下，載流子的移動 P區(qū) N區(qū) 擴散：空穴 電子 漂移：電子 空穴 形成過程可分成 4步 (動畫 ) P 型 N 型內電場 PN結及其單向導電性 1. PN結的形成 空間電荷區(qū) =PN結 11 擴散 漂移 因為濃度差 ?多子的擴散運動 在 P型半導體和 N型半導體結合面，離子薄層 形成的 空間電荷區(qū) 稱為 PN結 。結電容 ? 描述－ PN結方程、伏安特性曲線。 大信號模型、小信號模型 圖解分析方法（麻煩、直觀） 等效電路分析方法 （轉換為線性） O v D i D 理想 實際 圖 理想模型 O v D i D O v D i D A B C ? i D ? v D 圖 恒壓降模型 圖 折線模型 O v D i D ? v D ? i D Q ? D V D 圖 小信號模型 23 (1) 二極管電路的分析概述 應用電路舉例 D v O ? ? ? ? R i D v I + i D v O R v I ? + ? v O ? + D V R E F ? + R v i 圖 233(習題 215,16,17） 例 221和圖 231 整流 限幅 初步分析 —— 依據(jù)二極管的單向導電性 D導通 :vO = vI vD D截止 :vO = 0 D導通 :vO = vD D截止 :vO = vI 左圖 中圖 顯然， vO 與 vI 的關系由 D的狀態(tài) 決定。 而且， D處于反向截止時最簡單！ D v O ? ? ? ? R i D v I + i D v O R v I ? + ? v O ? + D V R E F ? + R v i 圖 233(習題 215,16,17） 例 221和圖 231 整流 限幅 25 (2) 二極管電路的直流分析 例 1: 2CP1(硅 ),IF=16mA,VBR=40V。 + I D V D R = 1 0 k ? V I ? + ? 10V + I D V D R = 1 0 k ? V I ? + ? 10V + I D V D R = 1 k ? V I ? + ? 20V + I D V D R = 1 0 k ? V I ? + ? 100V (a) (b) (c) (d) 正偏 :D正向導通？ 正偏 :D正向導通！ 反偏 :D反向截止 反偏 : D反向擊穿 iD IF ？ ID = 0, VD = 10V vD = ？ iD = ？ 普通：熱擊穿－損壞 齊納：電擊穿 VD = VBR= 40V (a) 圖解分析法 線性 ? ? 非線性 線性 (KVL): vD = VI iD R 圖 (a)： (0V， 1mA) (1V， ) 圖 (b)： (0V， 20mA) (1V， 19mA) 圖 (c)： (0V， 1mA) (10V， 0mA) 圖 (c)： (0V， 10mA) (100V， 0mA) 線性 (KVL): vD = VI iD R 27 二極管電路分析的 講課思路： (1) 二極管電路的分析概述 (a) 圖解分析法 (b) 等效電路 (模型 )分析法 (2) 二極管電路的直流分析 (3) 二極管電路的交流分析 — 大信號 (4) 二極管電路的交流分析 — 小信號 ?分析任務：求 vD、 iD ? 目的 1: 確定電路功能，即信號 vI傳遞到 vO ，有何變化？ ? 目的 2: 判斷二極管 D是否安全。求 VD、 ID。 vO 與 vI 的關系由 D的狀態(tài) 決定。 而且， D處于反向截止時最簡單！ 分析均采用大信號模型 理想模型 恒壓降模型 D v O ? ? ? ? R i D v I + i D v O R v I ? + ? v O ? + D V R E F ? + R v i 圖 233(習題 215,16,17） 例 221和圖 231 整流 限幅 35 (4) 二極管電路的交流分析 — 小信號 例 3:已知伏安特性 ,求 vD、 iD。 i D ? D ? + D + ? V I R = 10k ? v i 0 ?D / V 0 .2 0 . 4 0 . 6 0 .8 1 .0 i D / m A 1 . 0 0 .8 0 .4 1 .2 iD=ID+?iD = +?t vD=VD+?vD ? R =10k ? V I ? + 10V I D + V D ? 靜態(tài)分析 vi=0 ? i D ? ? D ? + r d + ? ? i R ? i D ? ? D ? + r d + ? ? i R 疊加原理 動態(tài)分析 VI=0 小信號模型 (小信號等效電路 ) (4) 二極管電路的交流分析 — 小信號 39 例 4:(小信號分析 ) 例 3中求 ?vD、 ?iD。 而且， D處于反向截止時最簡單！ 分析均采用大信號模型 后動態(tài)（交流）：采用小信號模型 理想模型 恒壓降模型 41 分析方法小結 假設 D截止（開路） 求 D兩端開路電壓 VD ? D正向導通 VBR VD ? D反向截止 ID = 0 (開路 ) VD ? VBR D反向擊穿 VD = VBR (恒壓 ) VD = (恒壓降 ) 狀態(tài) 等效電路 條件 將不同狀態(tài)的等效電路（模型）帶入原電路中，分析 vI和 vO 的關系 畫出電壓波形和電壓傳輸特性 特殊情況：求 ?vD（波動） 小信號模型和疊加原理 恒壓降模型 42 2 半導體二極管及其應用電路 PN結的基本知識 PN結及其單向導電性 半導體二極管 二極管的伏安特性 二極管的主要參數(shù) 二極管模型 二極管應用電路 整流電路 限幅電路 特殊二極管 穩(wěn)壓二極管 了解半導體材料的基本結構及 PN結的形成 掌握 PN結的單向導電工作原理 掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的 VI特性及其基本應用 基本要求： 問題 1： 二極管 (PN結 )主要特性是？ 其工程描述方法？ 問題 2： 二極管電路 (非線性 )分析方法 ? 最常用的是？ 問題 3： 常用的二極管電路及功能？ ? 其他特性－ 擊穿特性 。 ? 原理：多子 擴散 和少子 漂移 的 動態(tài)平衡 擊穿特性 ? 安全－ 2個極限參數(shù) ? 大信號－恒壓降模型 請自學 49 第 2章 基本要求 ? 了解半導體材料的基本結構及 PN結的形成 ? 掌握 PN結的單向導電工作原理 ? 掌握二極管（包括穩(wěn)壓管）的 VI特性及其基本應用 2 半導體二極管及其應用電路 50 特殊二極管 穩(wěn)壓二極管 光電二極管 發(fā)光二極管 激光二極管