知识 2 半导体二极管

1. 知识2 半导体二极管 • 一、PN结及其单向导电特性 • 二、二极管的结构 • 三、二极管的伏安特性 • 四、二极管的主要参数 • 五、特殊二极管 • 六、半导体二极管应用

2. 漂移运动 内电场E N型半导体 P型半导体 自由电子 扩散运动 一、PN结及其单向导电特性 1.PN结的形成 空 间 电 荷 区 空穴

3. 耗尽层 － ＋ P区 N区 － ＋ － ＋ R 内电场 耗尽层 I 外电场 U － － ＋ ＋ ＋ － P区 N区 － ＋ ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ R 内电场 外电场 U 2.PN结单向导电性 PN 结加正向电压时导通； PN 结加反向电压时截止。PN 结具有单向导电性

4. VD 阳极 阴极 二、二极管的结构 二极管由PN结加上引线和管壳构成。P型一端为阳极或正极，N型一端为阴极或负极。 硅二极管 按材料不同分 锗二极管 分类 点接触型 按结构不同分 面接触型 点接触型二极管的特点是PN结面积小，结电容小，工作电流小，可以在高频下工作，常用于高频检波、混频电路。 面接触型二极管PN结面积大，允许通过的正向电流大。但因面积大，结电容较大，只能在较低的频率下工作，常用于整流电路。

5. I/mA 硅管 锗管 30 正向特性 20 死区电压 10 10 20 0 U/V 1.0 1.5 0.5 20 反向特性 40 μA 三、二极管的伏安特性 导通压降: 硅管0.6-0.7V,锗管0.2-0.3V。 反向击穿电压 死区电压:硅管0.5V,锗管0.1V。 反向击穿特性 反向击穿特性 二极管截止 反向饱和电流。硅管约为几微安。

6. 四、二极管的主要参数 1.最大整流电流IF 二极管长时间使用时，所允许流过的最大正向平均电流。 2.最大反向工作电压UR 二极管使用时允许承受的最大反向电压。 一般手册上给出的最大反向工作电压约为击穿电压的一半。 3.最大反向电流IR 二极管加最大反向工作电压时的反向电流。 其值愈小，二极管单向导电性能好。

7. 阴极 VDZ 阳极 I/mA 30 20 △UZ UZ 10 －8 －10 －4 －2 －12 －6 0 U/V 0.4 0.8 IZ A 5 10 △IZ 15 IZmax 20 B 五、特殊二极管 1.硅稳压二极管

8. （1）稳定电压UZ。稳定电压（击穿电压）是稳压管在正常工作下管子的两端电压，即使同一型号的管子，其稳压值也有一定的分散性。在使用时要进行测试，按需要挑选。（1）稳定电压UZ。稳定电压（击穿电压）是稳压管在正常工作下管子的两端电压，即使同一型号的管子，其稳压值也有一定的分散性。在使用时要进行测试，按需要挑选。 （2）稳定电流IZ。稳定电流是指稳压管正常工作时的参考电流值。电流低于此值时，稳压效果差。高于此值时，只要不超过额定功耗，稳压管可正常工作。 （3）最大稳定电流IZmax。在稳压范围内，二极管允许通过的最大电流值。实际使用时不超过此值，否则稳压管损坏。 （4）动态电阻rZ。动态电阻是指稳压管在正常工作时，电压变化量与电流变化量之比，rZ愈小，稳压作用愈好。

9. 工作在反向偏置状态 2.变容二极管 二极管结电容的大小与外加电压大小有关，反向电压增大，结电容减小；反向电压减小；结电容变大。 反向电流大小随光照强弱变化。 3.发光二极管 发光二极管正向导通，当导通电流足 够大时，能把电能直接转换为光能。 发光颜色取决于制作管子的材料。 4.光电二极管 工作在反向偏置状态

10. VD RL ＋ uo C t t t 六、半导体二极管应用 检波就是将载波信号上的低频信号取出。 1. 整流 2. 检波

11. uo ui ＋ － VD U RL ui uo t 0 t 0 U ＋12V R 3kΩ VDA A F B VDB 3.限幅 4.二极管钳位电路 二极管正向导通后，由于正向压降很小，故阴极与阳极的电位基本相等，这称为二极管的钳位作用。