[工學(xué)]第1章常用半導(dǎo)體器件(1)(參考版)
2025-01-24 13:04本頁面
【正文】 ［轉(zhuǎn) 164］ 2022/2/16 第 1 章 120 。 2022/2/16 第 1 章 119 ? 這與所用的半導(dǎo)體材料 (如砷化鎵等 )的物理性質(zhì)有關(guān)， 圖 的代表符號(hào)。 半導(dǎo)體激光二極管的工作原理，理論上與氣體激光器相同。 激光二極管的物理結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間安置一層具有光活性的半導(dǎo)體，其端面經(jīng)過拋光后具有部分反射功能，因而形成一光諧振腔 。相干的單色光信號(hào)可以用激光二極管來產(chǎn)生。若傳輸?shù)墓庀抻趩紊南喔尚缘牟ㄩL，則光纜更有效地用來傳輸。在接收端傳送的光中，約有 80％ 耦合到光電二極管，以致在接收電路的輸出端復(fù)原為 0～ 5V電平的數(shù)字信號(hào)。在發(fā)射端，一個(gè) 0～ 5V的脈沖信號(hào)通過 500Ω 的電阻作用于發(fā)光二極管 (LED)，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可使 LED產(chǎn)生一數(shù)字光信號(hào)，并作用于光纜。 ［轉(zhuǎn) 112］ 2022/2/16 第 1 章 111 * cd（坎德拉）發(fā)光強(qiáng)度的單位 發(fā)光二極管的主要特性 2022/2/16 第 1 章 112 發(fā)光二極管的另一種重要用途是將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過光纜傳輸，然后再用光電二極管接收，再現(xiàn)電信號(hào)。 2022/2/16 第 1 章 110 幾種常見發(fā)光材料的主要參數(shù)如下 表 所示。 2022/2/16 第 1 章 109 當(dāng)這種管子通以電流時(shí)將發(fā)出光來，這是由于電子與空穴直接復(fù)合而放出能量的結(jié)果。簡稱為光電器件 2022/2/16 第 1 章 108 (2) 發(fā)光二極管 P20 圖 發(fā)光二極管的外形和代表符號(hào)。 2022/2/16 第 1 章 107 其主要特點(diǎn)是，它的反向電流與照度成正比，靈敏度的典型值為 ／ lx(勒克司 )數(shù)量級(jí)。圖 (b)是光電 二極管的代表符號(hào)，圖 (a)是 它的外形圖。 2022/2/16 第 1 章 105 (1) 光電二極管 P26 光電二極管的結(jié)構(gòu)與 PN結(jié)二極管類似，但在它的 PN結(jié)處，通過管殼上的一個(gè)玻璃窗口能接收外部的光照。它的主要缺點(diǎn)在于，光路比較復(fù)雜，光信號(hào)的操作與調(diào)制需要精心地設(shè)計(jì)。例如在電話、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，聲像演唱機(jī)用的 CD或VCD，計(jì)算機(jī)光盤 CDROM，甚至于在船舶和飛機(jī)的導(dǎo)航裝置中均采用現(xiàn)代化的光電子系統(tǒng)。變?nèi)荻O管在高頻技術(shù)中應(yīng)用較多。 2022/2/16 第 1 章 101 2022/2/16 第 1 章 102 不同型號(hào)的管子，其電容最大值可能是 5～ 300pF。結(jié)電容隨反向電壓的增加而減小，這種效應(yīng)顯著的二極管稱為變?nèi)荻O管。 2022/2/16 第 1 章 99 (3)檢驗(yàn)限流電阻 R的功率定額 當(dāng) VI＝ VIM且為滿負(fù)載的情況下， R上所消耗的功率為： WΩRUVRUVUVIUP IMRR51)()(22????????）（＝ VVZMIZMIZR為安全和可靠起見，限流電阻 R以選用 51Ω 、1W的電阻為宜。試分析此穩(wěn)壓電路能否正常工作。 2022/2/16 第 1 章 96 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)為：穩(wěn)定電壓 UZ＝ 9V，穩(wěn)定電流的范圍為 IZ＝ 5mA至IZM＝ 56mA，耗散功率為 1W。 由于某種原因： RL (或 IO ) IR UO IZ IR UO 2022/2/16 第 1 章 95 ? 例 : 一穩(wěn)壓電路如 圖 所示，其中的直流輸入電壓 VI，系由汽車上鉛酸電池供電，電壓在 12～ 。圖中 R為限流電阻， DZ為穩(wěn)壓二極管， RL為負(fù)載電阻。 如下 表 所示。 PNJ的高頻等效電路 2022/2/16 第 1 章 90 穩(wěn)壓二極管 ：穩(wěn)壓二極管又稱齊納二極管，是一種特殊工藝制造的面接型半導(dǎo)體二 極管 ,其伏 安特性和 電路符號(hào) 如 P24圖 1. 。 )T()(I)(IUgrDDTdd 時(shí)＝ 300KmAmV 當(dāng)261 ???() 2022/2/16 第 1 章 89 (2) PNJ的高頻等效電路 如圖所示。其中 Uon為門坎電壓 (硅管為 ，鍺管為)， rD為一等效電阻。 2022/2/16 第 1 章 84 3. 折線模型 如 (c)所示。 2022/2/16 第 1 章 83 由 (b)可見，二極管正偏時(shí)，管壓降認(rèn)為是恒定的，且不隨電流而改變，典型值為 (當(dāng) iD≥1mA時(shí)才是正確的 )。由 (a)可見，二極管正偏時(shí)，管壓 降為 0,反偏 時(shí)，其電阻 為 ∞，電流 為零。主要表現(xiàn)在PNJ正偏時(shí)的電容效應(yīng)。且外加反向電壓時(shí)， CB的作用較明顯。 外加反向電壓升高時(shí)，相當(dāng)于電容 “ 充電 ” (空間電荷區(qū)變寬 )(如圖 (a)所示 )；當(dāng)外加電壓降低時(shí)，相當(dāng)于電容 “ 放電 ” (空間電荷區(qū)變窄 )(如圖 (b)所示 )。 ? 溫度的增加會(huì)使反向電流劇增，使用二極管時(shí)要注意溫度的影響。 ? 例如： 2AP1最高反向工作電壓規(guī)定為 20V而反向反向擊穿電壓實(shí)際上大于40V。 ? 例如： 2AP1的 IF＝ 16mA 2022/2/16 第 1 章 72 ? UBR ? 是指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。原因同于 PNJ擊穿。 [轉(zhuǎn) 69] 2022/2/16 第 1 章 68 ① ② IS 2022/2/16 第 1 章 69 3. 反向擊穿特性 如圖 ③ 端段。 ［轉(zhuǎn) 66］ 2022/2/16 第 1 章
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