【正文】 = 0V、 6V時，輸出電壓 uo的值； (2)當(dāng) ui = 5sinωt V時，畫出對應(yīng)的輸出 電壓 uo的波形。其中，恒壓模型中的 Uon=，折線模型中的 rd= kΩ。 理想二極管模型 ui 正偏 反偏 +iu導(dǎo)通壓降 二極管的 V—A特性 +iuiu0二、半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用 二極管的靜態(tài)工作情況分析 例 : 二極管的電路如圖 27所示，分別求下面兩種情況下電路 的 ID和 UD。 (a)理想模型 (b)恒壓降模型 (c)折線模型 一、半導(dǎo)體二極管的模型 0iuiu+_正 偏反 偏0iU o nuiu+_正 偏反 偏U o n0iU o n正 偏反 偏r DU o nr Diu+_ (a) (b) (c) 例： I R 10V E 1kΩ )1(e TS ?? UuIiD—非線性器件 iu0i u RLC—線性器件 Riu ?二極管的模型 iuDU+uiDUD U 串聯(lián)電壓源模型 DUu ? DUu ?U D 二極管的導(dǎo)通壓降。 能夠模擬二極管特性的電路稱為二極管的等效電路 。 二極管的伏安特性具有非線性，這給二極管應(yīng)用電路的分析帶來一定的困難。 5）檢波二極管 檢波二極管在電子電路中用來把調(diào)制在高頻電磁波上的低頻信號（如音頻信號）檢出來。 6) 變?nèi)荻O管 變?nèi)荻O管是專門作為“壓控可變電容器”的特殊二極管，它有很寬的容量變化范圍，很高的 Q值。開關(guān)二極管常用于開關(guān)電路、限幅電路、檢波電路、高頻脈沖整流電路等。在選用整流二極管時，主要應(yīng)考慮最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率以及反向恢復(fù)時間等參數(shù)。 用途：在電氣設(shè)備和其他無線電電子設(shè)備的穩(wěn)壓電路中可選用硅穩(wěn)壓二極管，如 收錄機(jī)、彩色電視機(jī)的穩(wěn)壓電路。選用的穩(wěn)壓二極管，應(yīng)滿足電路中主要參數(shù)的要求。紅外發(fā)光二極管可選用作光電控制電路的光源。 分類 1) 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管和普通二極管一樣是由一個 PN結(jié)組成的，它具有單向?qū)щ姷奶匦浴? 代表器件的材料， A為 N型 Ge， B為 P型 Ge， C為 N型 Si， D為 P型 Si。 （ 5）動態(tài)電阻 rd ：二極管在其工作點(diǎn)處的電壓微變量與電流微變量之比，即 求動態(tài)電阻 iuIUrddd ????(6)半導(dǎo)體二極管的型號 國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下： 2AP9 用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。 （ 4）在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降稱為正向壓降，用 UF表示。 （ 3）反向電流 IR：反向電流是在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下，一般是最大反向工作電壓下的反向電流值。二極管工作時允許外加的最大反向電壓稱為 URM。 （ 2）反向擊穿電壓 UBR和最大反向工作電壓 URM :二極管反向電流急劇增加時對應(yīng)的反向電壓值 。二極管的特性對溫度很敏感。 PN結(jié)結(jié)面積可大可小， 用于高頻整流和開關(guān)電路 S i O 2正極引線負(fù)極引線N 型硅P 型硅 硅： V 鍺： V 正向特性 導(dǎo)通壓降 反向飽和電流 反向特性 死區(qū) 電壓 iu0擊穿電壓 UBR 實驗曲線 u E i V mA u E i V uA 鍺 硅 :０ .６～０ .８ V鍺 :～ 溫度對二極管伏安特性的影響 二極管的特性對溫度很敏感 , 溫度升高 , 正向特性曲線向左移 , 反向特性曲線向下移。 常見二極管外形 二極管 = PN結(jié) + 管殼 + 引線 結(jié)構(gòu) N P 符號 陽極 + 陰極 點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小， 通過信號頻率高適用于高 頻電路和小功率電路 N 型鍺正極引線 負(fù)極引線外殼金屬觸絲 面接觸型二極管 PN結(jié)結(jié)面積大，流 過的電流較大 ，通過 信號頻率低，適用于工 頻大電流整流電路。第二章 半導(dǎo)體晶體管及其基本放大電路 將 PN結(jié)用外殼封裝起來，并加上電極引線就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。由 P區(qū)引出的電極為陽極，由 N區(qū)引出的電極為陰極。 負(fù)極引線正極引線N 型硅P 型硅鋁合金小球底座 平面型二極管 用于集成電路制造工藝中。 其規(guī)律是：在室溫附近 , 在同一電流下 , 溫度每升高１ ℃ , 正向壓降減?。病?.５ｍ V；溫度每升高１０ ℃ , 反向電流約增大 1 倍。 為了描述二極管的性能，常引用以下幾個主要參數(shù)： （ 1）最大整流電流 IF ： IF是二極管長期運(yùn)行時允許通過的最大正向平均電流，其值與 PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)，若超過此值，則將因溫升過高而燒壞。用 UBR表示。為安全考慮，在實際工作時，最大反向工作電壓 URM一般只按反向擊穿電壓 UBR的一半計算。硅二極管的反向電流一般在納安 (nA)級；鍺二極管在微安 (?A)級。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流水平下，約 ～ V；鍺二極管約 ～ V。 代表器件的類型， P為普通管， Z為整流管， K為開關(guān)管。 2代表二極管， 3代表三極管。常見發(fā)光二極管有砷化鎵（ GaAs）、磷化鎵 （ GaP）和磷砷化鎵（ GaAsP）發(fā)光二極管， 特點(diǎn)及用途：耗電低，可直接用集成電路或雙極型電路推動發(fā)光，可選用作為家用電器和其他電子設(shè)備的通斷指示或數(shù)指顯示。 2）穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管一般用在穩(wěn)壓電源中作為基準(zhǔn)電壓源或用在過電壓保護(hù)電路中作為保護(hù)二極管。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值應(yīng)與電路的基準(zhǔn)電壓值相同，穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流要高于應(yīng)用電路的最大負(fù)載電流 50%左右。 3)整流二極管 在整流電路中，要選用整流二極管，一般為平面型硅二極管。 4）開關(guān)二極管 開關(guān)二極管是利用 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，使其成為一個較理想的電子開關(guān)，在電路中對電流進(jìn)行控制，來實現(xiàn)對電路開和關(guān)的控制。開關(guān)二極管多以玻璃和陶瓷封裝，硅開關(guān)二極管的開關(guān)時間比鍺開關(guān)管短，只有幾個 nS。變?nèi)荻O管多用面接觸型和平面型結(jié)構(gòu)，它適用于電視機(jī)的電子調(diào)諧電路以及調(diào)頻收音機(jī)的 AFC電路。一般高頻檢波電路選用鍺點(diǎn)接觸型檢波二極管，它的結(jié)電容小，反向電流小，工作頻率高。為了便于分析，常在一定的條件下，用線性元件所構(gòu)成的電路來近似模擬二極管的特性，并取代電路中的二極管。也稱為 等效模型 。硅管 ；鍺管 。（ 1）當(dāng) UDD=10V， R=10kΩ；（ 2）當(dāng) UDD=1V 時， R=10 kΩ。 i DU D DRU D+_i DU D DR+_U o ni DU D DR+_U o nr dU DU DmA1mA1010V0 DDDD ???? RUIU DDDDD ?????? R UUIU)( DdonDdonDDD ????????????? IrUUrR UUI ??? RUI ????? R UUI donDDD ???????rRUUI解： (1) UDD=10V ① 使用理想模型得 ② 使用恒壓降模型得 ③ 使用折線模型得 (2) UDD=1V ① 使用理想模型得 UD=0V ② 使用恒壓降模型得 UD= ③ 使用折線模型得 UD=Uon+rdID=(+ )V= 限幅電路 例 :二極管組成的限幅電路如圖所示， R=1kΩ， E=2V，二極管 的導(dǎo)通電壓 Uon=。 解： (1) 當(dāng) ui=0V時，二極管截止，所以 uo=ui=0V。 (2) 當(dāng) ui＞ (E+Uon)=，二極管導(dǎo)通，所以 uo=。如果二極管是理想的二 極管， R=4kΩ， E=3V，求當(dāng) u1和 u2為 0V或 3V時，輸出電壓 uo的 值。 (2) 以此類推，可以得出其它三種不同組合以及輸出電壓的值，將其列于表中。 特殊二極管 穩(wěn)壓二極管有著與普通二極管相似的伏安特性，如圖 所示，其正向特性為指數(shù)曲線。 一、穩(wěn)壓二極管 伏安特性曲線 (1)穩(wěn)定電壓 Uz:是指擊穿后在規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓值 。若工作電流低于此值時穩(wěn)壓效果差，甚至根本不穩(wěn)壓，故也常將 Iz記做 Izmin。它決定穩(wěn)壓管允許的升溫 。 (5)溫度系數(shù) α： α表示溫度每變化 1 ℃ 穩(wěn)壓值的變化量，即 α =△ UZ/△ T。但是開啟電壓比普通二極管的大。有光照時，特性曲線下移，它們分布在第三，四象限內(nèi)。 四 .變?nèi)荻O管 PN結(jié)加反向電壓時， PN結(jié)上呈現(xiàn)勢壘電容，它將隨著反向電壓的增加而減小，利用這一特性作成的二極管，稱為變?nèi)荻O管。由于工作時 ， 多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行 ， 因此 ， 還被稱為雙極型晶體管 。 ebc幾 百 微 米幾 微 米NPNNPN型 PNP型 符號 : 三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : （ 1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度＞＞集電區(qū)摻雜濃度。 N N P 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū) 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) e c b 發(fā)射極 集電極 基極 P P N 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū) 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) e c b 發(fā)射極 集電極 基極 晶體管在電路中的三種基本聯(lián)接方式 bec輸 入 端T輸出端be c輸 入 端T輸 出 端bec輸 入 端T輸出端、伏安特性曲線 放大是對模擬信號最基本的處理。放大后的信號在集電極 發(fā)射極回路 ,稱為輸出回路。因為晶體管工作在放大的狀態(tài)的外部條件是 發(fā)射結(jié)正向偏置且集電結(jié)反向偏置 。同時，空穴從基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散，形成電流 IEP。 2）、擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動形成基極電流 IB 由于基區(qū)很薄，雜質(zhì)濃度很低，集電結(jié)又加了反向電壓，所以擴(kuò)散到基區(qū)的電子中只有極少部分與空穴復(fù)合，其余部分均作為基區(qū)的非平衡少子達(dá)到集電結(jié)。同時，集電區(qū)與基區(qū)的