【正文】 ， 可以構(gòu)成各種限幅電路，使輸出電壓幅度限制在某一電壓值以內(nèi)，又稱為削波電路。利用其單向?qū)щ娦约皩?dǎo)通時正向壓降很小的特點，可用來進行整流、檢波、 鉗位、 限幅、 開關(guān)以及元件保護等各項工作。 試畫出 ui與 uO的波形 ， 并標出幅值 。 解： UO1≈， UO2＝ 0， UO3≈－ ， UO4≈2V， UO5≈， UO6≈ － 2V。 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； ?若電路有兩個或兩個以上二極管，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。 ui=0時直流電源作用 小信號作用 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。 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 UD＝ 0截止時 IS＝ 0 導(dǎo)通時 UD＝ Uon 截止時 IS＝ 0 導(dǎo)通時 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。 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 。 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?。 二極管加反向電壓 ， 反向電流很小； 如果反向電壓繼續(xù)升高 ， 大到一定數(shù)值時 ， 反向電流會突然增大； 反向飽和電流 這種現(xiàn)象稱 擊穿 ， 對應(yīng)電壓叫 反向擊穿電壓 。 正向特性 死區(qū)電壓 60 40 20 0 I / mA U / V 當正向電壓超過死區(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 。 相應(yīng)的電壓叫 死區(qū)電壓 （ 或開啟電壓 ） Uon。 點接觸型： 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 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 ， 測量流過管子的電流 ，I = f (U )之間的關(guān)系曲線 。 反偏截止，電阻很大，電流近似為零。 對溫度十分敏感 （ 由少子形成 ） ， 隨著溫度升高 ， IR 將急劇增大 。 IR = I擴（多子） ? I漂（少子） ? I漂（少子） ? 0 PN 結(jié)呈現(xiàn)高阻性 。 IF = I擴（多子） ? I漂（少子） ? I擴（多子） ??0 PN 結(jié)呈現(xiàn)低阻性 。 空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米 ~ 幾十微米； 勢壘 電壓 Uho， 硅材料約為 ( ~ ) V, 鍺材料約為 ( ~ ) V。 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 ?擴散運動使空間電荷區(qū)增大 （ 內(nèi)電場增強 ） ， 擴散電流逐漸減小； ?隨著內(nèi)電場的增強 ， 漂移運動 (電流 )逐漸增加； ?當擴散電流與漂移電流相等時 ， PN 結(jié)總的電流等于零 ，空間電荷區(qū)的寬度達到穩(wěn)定 。 PN結(jié)的形成 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 （ 1） 載流子的 濃度差 引起多子的 擴散 （ 2） 復(fù)合使交界面形成 空間電荷區(qū) ? 空間電荷區(qū)特點 : 無載流子，只有不能移動的離子，故又稱為耗盡層 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 空間電荷區(qū)正負離子之間電位差 —— Uho ； 形成內(nèi)電場 空間電荷區(qū) P N 空間電荷區(qū) Uho 內(nèi)電場 阻止多子的擴散，促使少子的漂移。 ? PN結(jié) 擴散運動 P區(qū)空穴濃度遠高于 N區(qū)。 擴散運動： 載流子從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動。 P 型半導(dǎo)體的簡化表示法 負離子 多數(shù)載流子 少數(shù)載流子 正離子 多數(shù)載流子 少數(shù)載流子 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 N 型半導(dǎo)體的簡化表示法 三、 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦? ? 載流子的兩種運動 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 漂移運動： 載流子在電場作用下的定向運動。 3. 雜質(zhì)半導(dǎo)體總體上保持電中性。 近似認為多子與雜質(zhì)濃度相等。 但 對溫度仍然敏感 N型半導(dǎo)體 多數(shù)載流子 ：自由電子 空穴 少數(shù)載流子 ： 空穴 自由電子 P型半導(dǎo)體 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 半導(dǎo)體中的電流 I IP IN I = IP + IN N 型半導(dǎo)體 I ? IN P 型半導(dǎo)體 I ? IP 雜質(zhì) 半導(dǎo)體中多子和少子的移動都能形成電流。 P型半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電。 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 2. P型半導(dǎo)體 摻入三價元素 P 型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) +3 空穴 受主原子 在 P型半導(dǎo)體中 ， 空穴濃度大于電子濃度 ，即 p n。 電子稱為多數(shù)載流子 (簡稱多子 )， 空穴稱為少數(shù)載流子 (簡稱少子 )。 摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素，摻入雜質(zhì)后的本征半導(dǎo)體稱為 雜質(zhì)半導(dǎo)體 。 ? 溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點。 ? 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。 總結(jié) 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 ? 本征半導(dǎo)體中兩種載流子同時參與導(dǎo)電 帶負電的 自由電子 帶正電的 空穴 ? 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)，稱為 電子 空穴對。 自由電子也可能回到空穴中去，稱為 復(fù)合 ，這時自由電子和空穴同時消失。 室溫下，產(chǎn)生自由電子、空穴對 本征半導(dǎo)體中的兩種載流子 溫度升高，熱運動加劇，掙脫共價鍵的電子增多，自由電子與空穴對的數(shù)目就加大。 空穴可看成帶正電的載流子 。 T = 0，不導(dǎo)電 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由電子 空穴 當 T ? ， 有少數(shù)價電子克服共價鍵的束縛成為 自由電子 ， 在原來的共價鍵中留下一個空位 ——空穴 。 共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為 束縛電子 。 它們分別與周圍的四個原子的價電子形成 共價鍵 ，共價鍵中的價電子為這些原子所共有 。 半導(dǎo)體 －－硅（ Si）、鍺（ Ge），均為 四價 元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。 什么是半導(dǎo)體？什么是本征半導(dǎo)體？ 導(dǎo)體 －－鐵、鋁、銅等金屬元素等低價元素，其最外層電子在外電場作用下很容易產(chǎn)生定向移動，形成電流。 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 一、本征半導(dǎo)體 二、雜質(zhì)