第二章 半導體二極管及其基本電路2.1

1、上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎3.1.1 PN結的形成結的形成3.1 PN結結半導半導體體 導電能力介于導體和絕緣體之間導電能力介于導體和絕緣體之間最常用的半導體材料最常用的半導體材料物體根據其導電能力（電阻率）分物體根據其導電能力（電阻率）分半導半導體體絕緣絕緣體體導導體體鍺鍺硅硅1 半導體二極管及其應用半導體二極管及其應用上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎電子和空穴產生過程動畫演示電子和空穴產生過程動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎半導體導電機理動畫演示半導體導電機理動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基

2、礎模擬電子技術基礎N型半導體形成過程動畫演示型半導體形成過程動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎P型半導體的形成過程動畫演示型半導體的形成過程動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎漂移運動：漂移運動： 由電場作用引起的載流子的運動稱為由電場作用引起的載流子的運動稱為漂移漂移運動。運動。擴散運動：擴散運動： 由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為擴散擴散運動。運動。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎當摻入三價元素的密度大于五價元素的密度時，可當摻入三價元素的密度大于五價元素的密度時，可將

3、將N型轉為型轉為P型；型；雜質半導體的轉型雜質半導體的轉型當摻入五價元素的密度大于三價元素的密度時，可當摻入五價元素的密度大于三價元素的密度時，可將將P型轉為型轉為N N型。型。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +以以N型半導體為基片型半導體為基片通過半導體擴散工藝通過半導體擴散工藝

4、3. PN結的形成結的形成上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎使半導體的一邊形成使半導體的一邊形成N型區(qū)，另一邊形成型區(qū)，另一邊形成P型區(qū)。型區(qū)。N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(1) 在濃度差的作用下，電子從在濃度差的作用下，電子從 N區(qū)向區(qū)向P區(qū)擴散。區(qū)

5、擴散。N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 在濃度差的作用下，空穴從在濃度差的作用下，空穴從 P區(qū)向區(qū)向N區(qū)擴散。區(qū)擴散。N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- -

6、 -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎在濃度差的作用下，兩邊多子互相擴散。在在濃度差的作用下，兩邊多子互相擴散。在P區(qū)和區(qū)和N區(qū)區(qū)交界面上，留下了一層不能移動的正、負離子。交界面上，留下了一層不能移動的正、負離子。小結小結N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - -

7、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎即即PN結結空間電荷層空間電荷層N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎形成內電場形成內電場內電場方內電場方向向N+ + + + + + + + +

8、 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎PN結結一方面阻礙多子的擴散一方面阻礙多子的擴散N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

9、 - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎另一方面另一方面加速少子的漂移加速少子的漂移N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎勢壘勢壘U0形成電位勢壘形成電位勢壘N+ + + + + + + + + + +

10、+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎當擴散與漂移作用平衡時當擴散與漂移作用平衡時a. 流過流過PN結的凈電流為零結的凈電流為零b. PN結的厚度一定（約幾個微米）結的厚度一定（約幾個微米）c. 接觸電位一定（約零點幾伏）接觸電位一定（約零點幾伏）N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

11、+ + + + + + + + + + + + + + + + +- - -P- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎PN結形成過程動畫演示結形成過程動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎當當N區(qū)和區(qū)和P區(qū)的摻雜濃度不等時區(qū)的摻雜濃度不等時離子密離子密度大度大空間電荷空間電荷層較薄層較薄離子密離子密度小度小空間電荷空間電荷層較厚層較厚高摻雜濃度區(qū)高摻雜濃度區(qū)域用域用N+表示表示+_PN+上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電

12、子技術基礎模擬電子技術基礎3.1.2 PN結的單向導電性結的單向導電性1PN結正向偏置結正向偏置 PN結正向偏置結正向偏置 當外加直流電壓使當外加直流電壓使PN結結P型半型半 導體的一端的電位高于導體的一端的電位高于N型半導體一端的電位時，型半導體一端的電位時，稱稱PN結正向偏置，簡稱正偏。結正向偏置，簡稱正偏。PN結反向偏置結反向偏置 當外加直流電壓使當外加直流電壓使PN結結N型半型半導體的一端的電位高于導體的一端的電位高于P型半導體一端的電位時，型半導體一端的電位時，稱稱PN結反向偏置，簡稱反偏。結反向偏置，簡稱反偏。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎- - - -

13、- - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE內內+ + + + + + +EPN結正向偏置結正向偏置上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎內電場被削弱內電場被削弱PN結變窄結變窄PN結呈現低阻、導通狀態(tài)結呈現低阻、導通狀態(tài)多子進行擴散多子進行擴散- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -

14、 - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE內內+ + + + + + +E上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎PN結正偏動畫演示結正偏動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎內電場增強內電場增強PN結變寬結變寬PN結呈現高結呈現高阻、截止狀態(tài)阻、截止狀態(tài)不利多子擴散不利多子擴散有利少子漂移有利少子漂移2PN結反向偏置結反向偏置 - - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - -

15、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE內內+ + + + + + +E上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎此電流稱為此電流稱為反向飽和電流，記為反向飽和電流，記為IS。因少子濃度主要與溫度有關，反向因少子濃度主要與溫度有關，反向電流與反向電壓幾電流與反向電壓幾乎無關。乎無關。- - - - - - -PN+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

16、- - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +RSE內內+ + + + + + +E上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎PN結反偏動畫演示結反偏動畫演示上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎3.1.3 PN結的電壓與電流關系結的電壓與電流關系)1e (S TUuIi+_PN_ui上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎IS PN結反向飽和電流結反向飽和電流UT 熱電壓熱電壓)1e (S TUuIi式中式中UT=KT qq 電子電量電子電量T 絕對溫度絕對溫度mV26 TU

17、在室溫（在室溫（T=300K) )時，時， 。K 玻耳茲曼常數玻耳茲曼常數其中其中上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(1) 當當u = 0時，時，i = 0 ；(3) 當當u UT 時，時，i IS 。討論討論)1e (S TUuIi(2) 當當u0，且，且u UT 時，時， ；TUuIieS PN結的單向導電性 PN結的上述“正向導通，反向阻斷”作用，說明它具有，PN結的單向導電性是它構成半導體器件的基礎。 由于常溫下少數載流子的數量不多，故反向電流很小，而且當外加電壓在一定范圍內變化時，反向電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化，因此反向電流又稱為反向飽和電流。反向飽和電流

18、由于很小一般可以忽略，從這一點來看，PN結對反向電流呈高阻狀態(tài)，也就是所謂的作用。 值得注意的是，由于本征激發(fā)隨溫度的升高而加劇，導致電子空穴對增多，因而反向電流將隨溫度的升高而成倍增長。反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設計電路時，必須考慮溫度補償問題。 PN結中反向電流的討論2. 半導體受溫度和光照影響，產生本征激發(fā)現象而出現電子、空穴對；同時，其它價電子又不斷地 “轉移跳進”本征激發(fā)出現的空穴中，產生價電子與空穴的復合。在一定溫度下，電子、空穴對的激發(fā)和復合最終達到動態(tài)平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)下，半導體中的載流子濃度一定，即反向電流的數值基本不發(fā)生變化。1. 半導體中少子的濃度雖然

19、很低 ，但少子對溫度非常敏感，因此溫度對半導體器件的性能影響很大。而多子因濃度基本上等于雜質原子的摻雜濃度，所以說多子的數量基本上不受溫度的影響。 4. PN結的單向導電性是指：PN結的正向電阻很小，因此正向偏置時多子構成的擴散電流極易通過PN結；同時PN結的反向電阻很大，因此反向偏置時基本上可以認為電流無法通過PN結。3. 空間電荷區(qū)的電阻率很高，是指其內電場阻礙多數載流子擴散運動的作用，由于這種阻礙作用，使得擴散電流難以通過空間電荷區(qū)，即空間電荷區(qū)對擴散電流呈現高阻作用。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎思思 考考 題題1. 半導體中的載流子濃度主要與哪些因素有關？半

20、導體中的載流子濃度主要與哪些因素有關？2. 擴散電流與漂移電流的主要區(qū)別是什么？擴散電流與漂移電流的主要區(qū)別是什么？上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎1.2 半導體二極管半導體二極管1.2.1 半導體二極管的結構和類型半導體二極管的結構和類型 平面型平面型點接觸型點接觸型引線引線觸絲觸絲外殼外殼N型鍺片型鍺片N型硅型硅陽極引線陽極引線PNPN結結陰極引線陰極引線金銻合金金銻合金底座底座鋁合金小球鋁合金小球上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎半導體二極管的外型和符號半導體二極管的外型和符號正極正極負極負極符號符號外型外型負極負極正極正極上頁上頁下頁下頁返

21、回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎 把PN結用管殼封裝，然后在P區(qū)和N區(qū)分別向外引出一個電極，即可構成一個二極管。二極管是電子技術中最基本的半導體器件之一。根據其用途分有檢波管、開關管、穩(wěn)壓管和整流管等。硅高頻檢波管開關管穩(wěn)壓管整流管發(fā)光二極管 電子工程實際中，二極管應用得非常廣泛，上圖所示即為各類二極管的部分產品實物圖。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎半導體二極管的類型半導體二極管的類型(1) 按使用的半導體材料不同分為按使用的半導體材料不同分為(2) 按結構形式不同分為按結構形式不同分為硅管硅管鍺管鍺管點接

22、觸型點接觸型平面型平面型上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎1.2.2 半導體二極管的伏安特性半導體二極管的伏安特性 硅管硅管00. 8反向特性反向特性正向特性正向特性擊擊穿穿特特性性mA/DiV/Du00. 8反向特性反向特性鍺管鍺管正向特性正向特性mA/DiV/DuuDiD)(DDufi 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(1) 近似呈現為指數曲線，即近似呈現為指數曲線，即TUuIiDeSD (2) 有死區(qū)有死區(qū)（iD0的區(qū)域的區(qū)域) )1正向特性正向特性死區(qū)電壓約為死區(qū)電壓約為硅管硅管0.5 V鍺管鍺管0.1 VOiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿

23、電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(3) 導通后（即導通后（即uD大于死區(qū)電壓后）大于死區(qū)電壓后）TTUuUiUIdudiTDSDD1eD 管壓降管壓降uD 約為約為硅管硅管0.60 .8 V鍺管鍺管0.20.3 V通常近似取通常近似取uD 硅管硅管0.7 V鍺管鍺管0.2 VOiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD即即 uD略有升高，略有升高， iD急劇急劇增大。增大。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2反向特性反向特性 IS=硅管硅管小于小于0.1微安微

24、安鍺管幾十到幾百鍺管幾十到幾百微安微安OiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD(BR)DUu (1) 當當SDIi 時，時，。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 當當(BR)DUu 時，時，反向電流急劇增大，反向電流急劇增大，擊穿的類型擊穿的類型根據擊穿可逆性分為根據擊穿可逆性分為電擊穿電擊穿熱擊穿熱擊穿二極管發(fā)生反向擊穿。二極管發(fā)生反向擊穿。OiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎降低反向電壓，二極管仍能正常工作。降低反向

25、電壓，二極管仍能正常工作。PN結被燒壞，造成二極管永久性的損壞。結被燒壞，造成二極管永久性的損壞。二極管發(fā)生反向擊穿后，如果二極管發(fā)生反向擊穿后，如果a. 功耗功耗PD( = |UDID| )不大不大b. PN結的溫度小于允許的最高結溫結的溫度小于允許的最高結溫硅管硅管150200oC鍺管鍺管75100oC熱擊穿熱擊穿電擊穿電擊穿上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎a. 齊納擊穿齊納擊穿 (3) 產生擊穿的機理產生擊穿的機理半導體的摻雜濃度高半導體的摻雜濃度高擊穿電壓低于擊穿電壓低于4V擊穿電壓具有負的溫度系數擊穿電壓具有負的溫度系數空間電荷層中有較強的電場空間電荷層中有較

26、強的電場電場將電場將PN結結中中的價電子從共價鍵中激發(fā)出來的價電子從共價鍵中激發(fā)出來擊穿的機理擊穿的機理條件條件擊穿的特點擊穿的特點上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎半導體的摻雜濃度低半導體的摻雜濃度低擊穿電壓高于擊穿電壓高于6V擊穿電壓具有正的溫度系數擊穿電壓具有正的溫度系數空間電荷區(qū)中就有較強的電場空間電荷區(qū)中就有較強的電場電場使電場使PN結中的少子結中的少子“碰撞電離碰撞電離”共價鍵中的價電子共價鍵中的價電子擊穿的機理擊穿的機理條件條件擊穿的的特點擊穿的的特點b. 雪崩擊穿雪崩擊穿上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎1.2.3 溫度對半導體二極管

27、特性的影響溫度對半導體二極管特性的影響1. 當溫度上升時，死區(qū)電壓、正向管壓降降低。當溫度上升時，死區(qū)電壓、正向管壓降降低。uD/ T = （22.5）mV/ C2. 溫度升高溫度升高，反向飽和電流增大。反向飽和電流增大。)(2)(0S10S0TITITT 即即 溫度每升高溫度每升高1C，管壓降降低，管壓降降低（22.5）mV。即即 平均溫度每升高平均溫度每升高10C，反向飽和電流增大一倍。，反向飽和電流增大一倍。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎1.2.4 半導體二極管的主要電參數半導體二極管的主要電參數1. 額定整流電流額定整流電流IF2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓U

28、(BR)管子長期運行所允許通管子長期運行所允許通過的電流平均值。過的電流平均值。 二極管能承受的最高反二極管能承受的最高反向電壓。向電壓。OiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎4. 反向電流反向電流IR3. 最高允許反向工作電壓最高允許反向工作電壓UR為了確保管子安全工作，所為了確保管子安全工作，所允許的最高反向電壓。允許的最高反向電壓。室溫下加上規(guī)定的反向電室溫下加上規(guī)定的反向電壓時測得的電流。壓時測得的電流。 OiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性

29、uDUR=（1/22/3）U(BR)上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎5. 正向電壓降正向電壓降UF6. 最高工作頻率最高工作頻率fM指通過一定的直流測試電流指通過一定的直流測試電流時的管壓降。時的管壓降。 fM與結電容有關，與結電容有關，當工作當工作頻率超過頻率超過fM時，二極管的時，二極管的單向導電性變壞。單向導電性變壞。 OiD正向特性正向特性擊穿電壓擊穿電壓死區(qū)死區(qū)電壓電壓U(BR)反向特性反向特性uD上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎二極管的幾種常用的模型二極管的幾種常用的模型(2) 電路符號電路符號(1) 伏安特性伏安特性1. 理想二極管

30、理想二極管+ +uDiDuDiDO理想特性理想特性實際特性實際特性 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 電路模型電路模型(1) 伏安特性伏安特性2. 恒壓模型恒壓模型uDiDOuF+ +uDiDuF上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 電路模型電路模型(1) 伏安特性伏安特性3. 折線模型折線模型uDiDOuthrD+ +uDiDuthrD上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 電路模型電路模型(1) 伏安特性伏安特性4. 小信號動態(tài)模型小信號動態(tài)模型+ +udidrduDiDOUDrdIDQDDDDDDdIiUui

31、ur 動態(tài)電阻動態(tài)電阻 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎思思 考考 題題1. 在什么條件下，半導體二極管的管壓降近似為常在什么條件下，半導體二極管的管壓降近似為常數？數？2. 根據二極管的伏安特性，給出幾種二極管的電路根據二極管的伏安特性，給出幾種二極管的電路分析模型。分析模型。3. 3二極管的應用舉例分析實際電路時為簡單化，通常把二極管進行理想化處理，即正偏時視其為“短路”，截止時視其為“開路”。UD=0UD=正向導通時相當一個閉合的開關反向阻斷時相當一個打開的開關(1)二極管的開關作用(2)二極管的整流作用 將交流電變成單方向脈動直流電的過程稱為整流。利用二極管的單

32、向導電性能就可獲得各種形式的整流電路。二極管半波整流電路二極管全波整流電路橋式整流電路簡化圖B220VRLDIN4001B220VRLD1D2二極管橋式整流電路D4B220VRLD1D2D3B220VRL(3)二極管的限幅作用DuS10K IN4148u0iD 圖示為一限幅電路。電源uS是一個周期性的矩形脈沖，高電平幅值為+5V，低電平幅值為-5V。試分析電路的輸出電壓為多少。uS+5V-5Vt0當輸入電壓ui=5V時，二極管反偏截止，此時電路可視為開路，輸出電壓u0=0V； 當輸入電壓ui= +5V時，二極管正偏導通，導通時二極管管壓降近似為零，故輸出電壓u0+5V。 顯然輸出電壓u0限幅在

33、0+5V之間。u0半導體二極管工作在半導體二極管工作在擊穿區(qū)，是否一定被擊穿區(qū)，是否一定被損壞？為什么？損壞？為什么？ 何謂死區(qū)電壓？硅管何謂死區(qū)電壓？硅管和鍺管死區(qū)電壓的典和鍺管死區(qū)電壓的典型值各為多少？為何型值各為多少？為何會出現死區(qū)電壓？會出現死區(qū)電壓？ 把一個把一個1.5V1.5V的干電池直接的干電池直接正向聯(lián)接到二極管的兩端，正向聯(lián)接到二極管的兩端， 會出現什么問題？會出現什么問題？二極管的伏安特性曲線上二極管的伏安特性曲線上分為幾個區(qū)？能否說明二分為幾個區(qū)？能否說明二極管工作在各個區(qū)時的電極管工作在各個區(qū)時的電 壓、電流情況？壓、電流情況？ 為什么二極管的反為什么二極管的反向電流很

34、小且具有向電流很小且具有飽和性？當環(huán)境溫飽和性？當環(huán)境溫度升高時又會明顯度升高時又會明顯增大增大 ？1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析例例1：求VDD=10V時，二極管的 電流ID、電壓VD 值。解：解：正向偏置時：管壓降為0，電阻也為0。反向偏置時：電流為0，電阻為。mAKVVRVVIDDDD93. 0107 . 01020015 . 07 . 0mAVViVVrDthDDmAKKVVrRVVIDthDDD931. 02 . 0105 . 010VKmAVrIVVDDD69. 02 . 0931. 05 . 05 . 0VVD0mAKVRVIDDD11010當iD1mA時， vD=0.7V。VVD7 .

35、02.限幅電路限幅電路VRVmvit0Vi VR時，二極管導通，vo=vi。ViV1時，D1導通、D2截止，Vo=V1。ViV2時，D2導通、D1截止，Vo=V2。V2ViV1時，D1、D2均截止，Vo=Vi。例8：畫出理想二極管電路的傳輸特性（VoVI）。 解： VI25V ，D1導通，D2截止。32532IOVVVI137.5V，D1、D2均導通。 VO=25V25300200)25(IOVVVO=100VVI25V75V100V25V50V100V125VVO50V75V150V0137.5例9：畫出理想二極管電路的傳輸特性（VoVI）。當VI0時D1截止D2導通IOVV210VIVO- - 5V+5V+5V- - 5V+2.5V- -2.5V 已知二極管D的正向導通管壓降VD=0.6V，C為隔直電容，vi(t)為小信號交流信號源。1. 試求二極管的靜態(tài)工作電流IDQ，以及二極管的直流導通電阻R直。 2. 求在室溫300K時，D的小信號交流等效電阻r交 。CR1KE1.5V+VD+vi(t)mAKVIDDQ9 . 015 . 1)(89.289 .026QTIVr交)(67.09 .06