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模电1.2 半导体二极管

1.2.1 二极管

一、二极管伏安特性

将PN结用外壳包装,加电极引线构成,简称二极管。P区引出的电极为阳极,N区引出的电极为阴极。在这里插入图片描述 由于二极管上壳体的引线电阻和PN当外加电压相同时,结体电阻有两种不同: 1.二极管正电流 < PN结电流 二、二极管反向电流 > PN结电流 但在近似分析中仍在使用PN结的电流方程表示,即 Is = (eU/UT - 1)

二极管对温度敏感, :只有当正向电压大于某一特定值时,二极管才满足电流方程,称该电压为开启电压。 不同材料的开启电压不同,

二、主要参数

允许通过最大正平均电流进行长期运行。 最大瞬时反向电压(通常是击穿电压的一半)。 反向电流越小,单向导电性越强。 工作上限截止频率。

1.2.2 二极管等效电路

一、伏安特性折线等效电路

导通时正向压降为零;截止时,反向电流为零,相当于理想的开关 导通时,正向压降为常量Uon;截止时,反向电流为零。 U > Uon 后,电流 IU 成线性关系,斜率为1 / rD ;截止时,反向电流为零。

二、微变等效电路

当添加直流电压时,图中曲线上有一点 Q 反应电压与电流的关系称为。静态工作点 Q 再加上微小的变化小交流电),Q点的切线类似于微小变化的曲线,使二极管等效 ,其大小为 式中,UT 在电流方程中 UT , ID 是Q点的电流。

【求id=D一般方法 1° 只考虑直流,计算流过二极管的电流 ID 2° 计算二极管等效为电阻 rD 3° 根据交流电压计算交流电流 iD

【理解】:微变电路是将电压升高到二极管满足指数增长的工作区域,然后连接到小交流电压,使电流在大直流电压下发生小变化。

1.2.3 稳压二极管

反向击穿稳压二极管时,,具有稳压特性。(多个小尾巴):

1、稳压管的伏安特性

二、主要参数

(1):规定电流下稳压管的反向击穿电压 (2):最小电流进入稳压区 (3):最大电流不会损坏 (4)= IZM * UZ (5):端电压变化与电流变化之比 (6) :温度每变化 1℃ 稳压值的变化 即 α = ΔUZ / ΔT α > 0,稳定电压 >7V,属于雪崩击穿 α < 0,稳定电压 < 4V,属齐纳击穿

注稳压管电路中必须有限流电阻,以确保稳压管的正常运行。在电路中,除稳压管稳定电压外,额外电压由限流电阻承担。(否则,谁将承受额外的电压)

1.2.4 其他二极管

一、发光二极管(LED)

开启电压大于普通二极管。

二、光电二极管

利用PN结的光敏特性,转换光能和电能的装置。

伏安特性

(1)与普通二极管相同,无光照。 (2)有光,特征曲线向下移动。当光强度一定时,可等效为恒流源(光电池)。

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