電子技術(shù)---第1章半導體二極管及應用電路-在線瀏覽
2025-05-09 03:50本頁面
【正文】 二極管及應用電路 形成正向電流 多子向 PN結(jié)移動 空間電荷變窄內(nèi)電場減弱 擴散運動大于漂移運動 PN結(jié)在外加正向電壓時的情況 外加電場與內(nèi)電場方向相反，削減內(nèi)電場的作用 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 在 PN 結(jié)加上一個很小的正向電壓，即可得到較大的正向電流，為防止電流過大，可接入電阻 R。 第 1章 半導體二極管及應用電路 空間電荷區(qū) 反相偏置的 PN結(jié) 反向電流又稱 反向飽和電流 。 P N 外電場方向 內(nèi)電場方向 V R IS 第 1章 半導體二極管及應用電路 形成反向電流 多子背離PN結(jié)移動 空間電荷區(qū)變寬 ,內(nèi)電場增強 漂移運動大于擴散運動 PN結(jié)的外加反向電壓時的情況 外加電場與內(nèi)電場方向一致，增強內(nèi)電場的作用 第 1章 半導體二極管及應用電路 綜上所述： 當 PN 結(jié)正向偏置時 ， 回路中將產(chǎn)生一個較大的正向電流 ， PN 結(jié)處于 導通狀態(tài) ；當 PN 結(jié)反向偏置時 ， 回路中反向電流非常小 ， 幾乎等于零 ， PN 結(jié)處于 截止狀態(tài) 。 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 PN結(jié)的電容效應 PN結(jié)具有一定的電容效應，它由兩方面的因素決定。 勢壘電容示意圖 第 1章 半導體二極管及應用電路 擴散電容是由多子擴散后，在 PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。剛擴散過來的電子就堆積在 P 區(qū)內(nèi)緊靠 PN結(jié)的附近，形成一定的多子濃度梯度分布曲線。 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 擴散電容示意圖 當外加正向電壓不同，擴散電流即外電路電流的大小也就不同。勢壘電容和擴散電容均是非線性電容。 面結(jié)合型二極管中的整流管，因結(jié)面積大， CT、 CD約在幾 pF～ 200pF。 當 PN結(jié)正偏時，擴散電容起主要 作用， C≈CD， 當 PN結(jié)反偏時，勢壘電容起主要作用， C≈CT。二極管按結(jié)構(gòu)分有 點接觸型、面接觸型和平面型 三大類。 (a)點接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 (3)平面型二極管 往往用于集成電路制造工藝中。 (2)面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。 60 40 20 – – 0 –25 –50 i / mA u / V 正向特性 擊穿電壓 U(BR) 反向特性 二極管的伏安特性 導通壓降 : 硅管 鍺管 死區(qū)電壓 : 硅管 鍺管 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 硅二極管和鍺二極管的伏安特性曲線 硅管特性曲線 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 1. 正向特性 當正向電壓比較小時 ， 正向電流很小 ， 幾乎為零 。 范圍稱 死區(qū) 。 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 。 擊穿電壓 U(BR) 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 雪崩擊穿： 雪崩擊穿和齊納擊穿 形成電子空穴對（碰撞電離） 通過 PN結(jié)的少子獲得能量大 與晶體中原子碰撞使共價鍵的束縛 電荷掙脫共價鍵 PN結(jié)反向高場強 載流子倍增效應 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 齊納擊穿 ： 形成電子空穴對 直接將 PN結(jié)中的束縛電荷從共價鍵中拉出來 PN結(jié)電場很大 很大反向電流 齊納擊穿需要很高的場強 ：2 105 V/cm 只有雜質(zhì)濃度高， PN結(jié)窄時才能達到此條件 ——齊納二極管（穩(wěn)壓管） 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 電擊穿 :當反向電流與電壓的乘積不超過 PN結(jié)容許的耗散功率時 ,稱為電擊穿，是可逆的。 熱擊穿 :若反向電流與電壓的乘積超出 PN結(jié)的耗散功率 ,則管子會因為過熱而燒毀 ,形成熱擊穿 ——不可逆。 式中 IS 為 反向飽和電流 ， U為二極管兩端的電壓降， UT =kT/q 稱為溫度的 電壓當量 ， k為玻耳茲曼常數(shù)，q 為電子電荷量， T 為熱力學溫度。 電氣與電子工程學院 第 1章 半導體二極管及應用電路 二極管的參數(shù)、型號及選擇 (1) 最大整流電流 IF 二極管長期運行時 ， 允許通過的最大正向平均電流 。 通常將擊穿電壓 UBR 的一半定義為 UR 。 第 1章 半導體二極管及應用電路 (4) 最高工作頻率 fM 是二極管工作的上限截止頻率 ,fM 值主要 決定于 PN 結(jié)結(jié)電容的大小 。 2A P 7 用數(shù)字代表同類型器件的序號 用字母代表器件的類型， P代表普通管 A代表 N型 Ge， B代表 P型 Ge， C代表 N型 Si， D代表 P型 Si
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