廣東海洋大學(xué) 電路與電子學(xué) 上課課件 第4章1

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院NortheasternUniversity1.本課程的性質(zhì)2.特點3.研究內(nèi)容4.教學(xué)目標(biāo)5.學(xué)習(xí)方法

前言6.成績評定

實驗：20%平時：10%考試：70%7.教材

前言電路與電子學(xué)(第二版)劉淑英、蔡勝樂、王文輝主編電子工業(yè)出版社20028.參考書

童詩白主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第三版，高教出版社

前言一些基本概念在電子技術(shù)中，被傳遞、加工和處理的信號可以分為兩大類：模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：在時間上和幅度上都是連續(xù)變化的信號，稱為模擬信號，例如正弦波信號、心電信號等。數(shù)字信號：在時間和幅度上均不連續(xù)的信號。一些基本概念模擬電路：工作信號為模擬信號的電子電路。數(shù)字電路：工作信號為數(shù)字信號的電子電路。主要內(nèi)容半導(dǎo)體二極管和三極管放大電路基礎(chǔ)

功率放大電路集成運算放大器負(fù)反饋放大電路信號的運算、處理及波形發(fā)生電路直流電源第4章半導(dǎo)體二極管和三極管

內(nèi)容主要有：半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦园雽?dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性、參數(shù)半導(dǎo)體器件主要包括：半導(dǎo)體二極管（包括穩(wěn)壓管）三極管和場效應(yīng)管4.1PN結(jié)

1.半導(dǎo)體⑴半導(dǎo)體的物理特性物質(zhì)根據(jù)其導(dǎo)電性能分為

導(dǎo)體：導(dǎo)電能力良好的物質(zhì)。絕緣體：導(dǎo)電能力很差的物質(zhì)。半導(dǎo)體：是一種導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅、鍺、硒、砷化鎵及一些硫化物和氧化物。⑴半導(dǎo)體的物理特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力具有獨特的性質(zhì)。①溫度升高時，純凈的半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力顯著增加；②在純凈半導(dǎo)體材料中加入微量的“雜質(zhì)”元素，它的電導(dǎo)率就會成千上萬倍地增長；③純凈的半導(dǎo)體受到光照時，導(dǎo)電能力明顯提高。半導(dǎo)體為什么具有以上的導(dǎo)電性質(zhì)？⑵半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)

原子的組成：帶正電的原子核若干個圍繞原子核運動的帶負(fù)電的電子且整個原子呈電中性。半導(dǎo)體器件的材料：硅（Silicon-Si）：四價元素，硅的原子序數(shù)是14，外層有4個電子。鍺（Germanium-Ge）：也是四價元素，鍺的原子序數(shù)是32，外層也是4個電子。

簡化原子結(jié)構(gòu)模型如圖4-1(a)的簡化形式。+4慣性核價電子圖4-1(a)硅和鍺的簡化原子模型⑵半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)單晶半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)特點共價鍵:由相鄰兩個原子各拿出一個價電子組成價電子對所構(gòu)成的聯(lián)系。圖4-1(b)是晶體共價鍵結(jié)構(gòu)的平面示意圖。⑵半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)

圖4-1(b)晶體共價鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵⑵半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)

2.半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理

⑴本征半導(dǎo)體（IntrinsicSemiconductor）

純凈的、結(jié)構(gòu)完整的單晶半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。物質(zhì)導(dǎo)電能力的大小取決于其中能參與導(dǎo)電的粒子—載流子的多少。⑴本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體在絕對零度（T=0K相當(dāng)于T=－273℃）時，相當(dāng)于絕緣體。在室溫條件下，本征半導(dǎo)體便具有一定的導(dǎo)電能力。

半導(dǎo)體中的載流子自由電子空穴（Hole）

空穴和自由電子同時參加導(dǎo)電，是半導(dǎo)體的重要特點價電子掙脫共價鍵的束縛成為自由電子的同時，在原來的共價鍵位置上留下了一個空位，這個空位叫做空穴。空穴帶正電荷。⑴本征半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中，激發(fā)出一個自由電子，同時便產(chǎn)生一個空穴。電子和空穴總是成對地產(chǎn)生，稱為電子空穴對。半導(dǎo)體中共價鍵分裂產(chǎn)生電子空穴對的過程叫做本征激發(fā)（IntrinsicExcitation）。產(chǎn)生本征激發(fā)的條件：加熱、光照及射線照射?？昭ㄊ禽d流子嗎？⑴本征半導(dǎo)體動畫空穴的運動實質(zhì)上是價電子填補空穴而形成的。圖4-1(b)晶體共價鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖BA空穴自由電子圖4-1(b)晶體共價鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖+4+4+4+4+4+4+4+4+4C共價鍵⑴本征半導(dǎo)體由于空穴帶正電荷，且可以在原子間移動，因此，空穴是一種載流子。半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子載流子（簡稱電子）和空穴載流子（簡稱空穴），它們均可在電場作用下形成電流。⑴本征半導(dǎo)體半導(dǎo)體由于熱激發(fā)而不斷產(chǎn)生電子空穴對，那么，電子空穴對是否會越來越多，電子和空穴濃度是否會越來越大呢？實驗表明，在一定的溫度下，電子濃度和空穴濃度都保持一個定值。半導(dǎo)體中存在載流子的產(chǎn)生過程載流子的復(fù)合過程⑴本征半導(dǎo)體綜上所述：(1)半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。(2)本征半導(dǎo)體中，電子和空穴總是成對地產(chǎn)生，ni

=pi。(3)半導(dǎo)體中，同時存在載流子的產(chǎn)生和復(fù)合過程。⑵雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體的電導(dǎo)率很小，而且受溫度和光照等條件影響甚大，不能直接用來制造半導(dǎo)體器件。本征半導(dǎo)體的物理性質(zhì)：純凈的半導(dǎo)體中摻入微量元素，導(dǎo)電能力顯著提高。摻入的微量元素——“雜質(zhì)”。摻入了“雜質(zhì)”的半導(dǎo)體稱為“雜質(zhì)”半導(dǎo)體。常用的雜質(zhì)元素三價的硼、鋁、銦、鎵五價的砷、磷、銻通過控制摻入的雜質(zhì)元素的種類和數(shù)量來制成各種各樣的半導(dǎo)體器件。

雜質(zhì)半導(dǎo)體分為：N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。⑵雜質(zhì)半導(dǎo)體①N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中加入微量的五價元素，可使半導(dǎo)體中自由電子濃度大為增加，形成N型半導(dǎo)體。摻入的五價雜質(zhì)原子占據(jù)晶格中某些硅（或鍺）原子的位置。如圖4-2所示。圖4-2N型半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵摻入五價原子①N型半導(dǎo)體摻入五價原子占據(jù)Si原子位置在室溫下就可以激發(fā)成自由電子雜質(zhì)半導(dǎo)體中仍有本征激發(fā)產(chǎn)生的少量電子空穴對。自由電子的數(shù)目高，故導(dǎo)電能力顯著提高。把這種半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體，其中的電子稱為多數(shù)載流子（簡稱多子），空穴稱為少數(shù)載流子（簡稱少子）。在N型半導(dǎo)體中自由電子數(shù)等于正離子數(shù)和空穴數(shù)之和，自由電子帶負(fù)電，空穴和正離子帶正電，整塊半導(dǎo)體中正負(fù)電荷量相等，保持電中性。

①N型半導(dǎo)體②P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中加入微量的三價元素，可使半導(dǎo)體中的空穴濃度大為增加，形成P型半導(dǎo)體?？瘴籄圖4-3P型半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖+4+4+4+4+4+3+4+4+4共價鍵空位吸引鄰近原子的價電子填充，從而留下一個空穴。在P型半導(dǎo)體中，空穴數(shù)等于負(fù)離子數(shù)與自由電子數(shù)之和，空穴帶正電，負(fù)離子和自由電子帶負(fù)電，整塊半導(dǎo)體中正負(fù)電荷量相等，保持電中性。綜上所述：(1)本征半導(dǎo)體中加入五價雜質(zhì)元素，便形成N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中，電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子，此外還有不參加導(dǎo)電的正離子。(2)本征半導(dǎo)體中加入三價雜質(zhì)元素，便形成P型半導(dǎo)體。其中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子，此外還有不參加導(dǎo)電的負(fù)離子。(3)雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多子濃度決定于雜質(zhì)濃度，少子由本征激發(fā)產(chǎn)生，其濃度與溫度有關(guān)。⑶載流子的漂移運動和擴(kuò)散運動①漂移運動（DriftMovement）

有電場力作用時，電子和空穴便產(chǎn)生定向運動，稱為漂移運動。漂移運動產(chǎn)生的電流稱為漂移電流。②擴(kuò)散運動由于濃度差而引起的定向運動稱為擴(kuò)散運動（DiffusionMovement），載流子擴(kuò)散運動所形成的電流稱為擴(kuò)散電流。擴(kuò)散是由濃度差引起的，所以擴(kuò)散電流的大小與載流子的濃度梯度成正比。3.PN結(jié)的形成

PN結(jié)：是指在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的交界處形成的空間電荷區(qū)。PN結(jié)是構(gòu)成多種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。

二極管的核心是一個PN結(jié)；三極管中包含了兩個PN結(jié)。濃度差引起載流子的擴(kuò)散。3.PN結(jié)的形成擴(kuò)散的結(jié)果形成自建電場?？臻g電荷區(qū)也稱作“耗盡區(qū)”

“勢壘區(qū)”

自建電場阻止擴(kuò)散，加強(qiáng)漂移。動態(tài)平衡。擴(kuò)散=漂移3.PN結(jié)的形成

動畫4.PN結(jié)的特性

⑴PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

①PN結(jié)外加正向電壓如圖所示，電源的正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)，這種接法叫做PN結(jié)加正向電壓或正向偏置。動畫①PN結(jié)外加正向電壓PN結(jié)外加正向電壓時（P正、N負(fù)），空間電荷區(qū)變窄。不大的正向電壓，產(chǎn)生相當(dāng)大的正向電流。外加電壓的微小變化，擴(kuò)散電流變化較大。

②PN結(jié)外加反向電壓如圖所示，電源的正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)，這種接法叫做PN結(jié)加反向電壓或反向偏置。②

PN結(jié)外加反向電壓

流過PN結(jié)的電流主要是少子的漂移決定的，稱為PN結(jié)的反向電流。PN結(jié)的反向電流很小，而且與反向電壓的大小基本無關(guān)。PN結(jié)表現(xiàn)為很大的電阻，稱之截止。PN結(jié)加反向電壓時，空間電荷區(qū)變寬，自建電場增強(qiáng)，多子的擴(kuò)散電流近似為零。反向電流很小，它由少數(shù)載流子形成，與少子濃度成正比。少子的值與外加電壓無關(guān)，因此反向電流的大小與反向電壓大小基本無關(guān)，故稱為反向飽和電流。溫度升高時，少子值迅速增大，所以PN結(jié)的反向電流受溫度影響很大。②PN結(jié)外加反向電壓

結(jié)論：PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)加正向電壓產(chǎn)生大的正向電流，PN結(jié)導(dǎo)電。PN結(jié)加反向電壓產(chǎn)生很小的反向飽和電流，近似為零，PN結(jié)不導(dǎo)電。⑵PN結(jié)的伏安特性定量描繪PN結(jié)兩端電壓和流過結(jié)的電流的關(guān)系的曲線——PN結(jié)的伏安特性。根據(jù)理論分析，PN結(jié)的伏安特性方程為外加電壓流過PN結(jié)的電流電子電荷量q=1.6×10-19C反向飽和電流絕對溫度(K)玻耳茲曼常數(shù)k=1.38×10-23J/K自然對數(shù)的底⑵

PN結(jié)的伏安特性

令

在常溫下，T=300K，

則當(dāng)U大于UT數(shù)倍即正向電流隨正向電壓的增加以指數(shù)規(guī)律迅速增大。⑵

PN結(jié)的伏安特性

外加反向電壓時，U為負(fù)值，當(dāng)|U|比UT大幾倍時，

I≈IS即加反向電壓時，PN結(jié)只流過很小的反向飽和電流。⑵

PN結(jié)的伏安特性

曲線OD段表示PN結(jié)正向偏置時的伏安特性，稱為正向特性；曲線OB段表示PN結(jié)反向偏置時的伏安特性，稱為反向特性。U（mV）I（mA）0圖4-5PN結(jié)的理論伏安特性DT=25℃B-IS（V）0.255075100(uA)0.511.52畫出PN結(jié)的理論伏安特性曲線。⑶PN結(jié)的反向擊穿加大PN結(jié)的反向電壓到某一值時，反向電流突然劇增，這種現(xiàn)象稱為PN結(jié)擊穿，發(fā)生擊穿所需的電壓稱為擊穿電壓，如圖所示。

反向擊穿的特點：反向電壓增加很小，反向電流卻急劇增加。UBRU（V）I（mA）0圖4-6PN結(jié)反向擊穿①雪崩擊穿由倍增效應(yīng)引起的擊穿。當(dāng)PN結(jié)外加的反向電壓增加到一定數(shù)值時，空間電荷數(shù)目較多，自建電場很強(qiáng)，使流過PN結(jié)的少子漂移速度加快，可獲得足夠大的動能，它們與PN結(jié)中的中性原子碰撞時，能把價電子從共價建中碰撞出來，產(chǎn)生新的電子空穴對。雪崩擊穿通常發(fā)生在摻雜濃度較低的PN結(jié)中。②齊納擊穿強(qiáng)電場破壞共價健引起的。齊納擊穿通常發(fā)生在摻雜濃度較高的PN結(jié)中。雪崩擊穿和齊納擊穿均為電擊穿。⑷PN結(jié)的電容效應(yīng)除了單向?qū)щ娦灾?，PN結(jié)還存在電容效應(yīng)。①勢壘電容CB多子的充放電引起的。是指外加電壓的變化導(dǎo)致空間電荷區(qū)存儲電荷的變化，從而顯示出電容效應(yīng)。幾皮法~幾百皮法。②擴(kuò)散電容CD多子的積累引起的。是指PN結(jié)兩側(cè)積累的非平衡載流子數(shù)量隨外加電壓改變所產(chǎn)生的電容效應(yīng)。⑷

PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)的電容很小，是針對高頻交流小信號而考慮。PN結(jié)反向工作時，勢壘電容起主要作用，正向工作時擴(kuò)散電容起主要作用。PN結(jié)的面積增大時，PN結(jié)的電容也增大。4.2半導(dǎo)體二極管1.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。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。(1)點接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖1.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(c)平面型往往用于集成電路制造中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。

(3)平面型二極管

(2)面接觸型二極管(4)二極管的代表符號(b)面接觸型陽極陰極半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片2.二極管的伏安特性

二極管的伏安特性的測出。VmAVDRRW（a）測正向特性VmAVDRRW（b）測反向特性2.二極管的伏安特性二極管的伏安特性曲線可用下式表示(a)二極管理論伏安特性CDoBAUBRuDiD（b）2CP10-20的伏安特性曲線iD（mA）uD（V）012-100-20020406080-20-10-30（uA）75℃20℃（c）2AP15的伏安特性曲線iD（mA）uD（V）00.4-40-80204080-0.2-0.1-0.3600.8①正向特性死區(qū)電壓：硅管0.5V鍺管0.1V線性區(qū)：硅管0.6V～1V鍺管0.2V～0.5V對溫度變化敏感：溫度升高→正向特性曲線左移溫度每升高1℃→正向壓降減小約2mV。2.二極管的伏安特性(a)二極管理論伏安特性正向特性CDoBAUBRuDiD2.二極管的伏安特性②反向特性反向電流：很小。硅管0.1微安鍺管幾十個微安受溫度影響大：溫度每升高10℃→反向電流增加約1倍。③反向擊穿特性反向擊穿UBR:幾十伏以上。(a)二極管理論伏安特性反向擊穿特性CDoBAUBRuDiD反向特性3.二極管的主要參數(shù)最大整流電流IF最大反向工作電壓UR

反向電流IR最高工作頻率fM4.二極管的等效電路及應(yīng)用

二極管特性曲線的非線性，給二極管電路的分析帶來一定困難。為了簡化分析，常常要做一些近似處理，可用某些線性電路元件來等效二極管，畫出二極管的等效電路。最常用的近似方法有二種。⑴理想二極管等效電路uDiDoDK理想二極管等效電路如果二極管導(dǎo)通時的正向壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于和它串聯(lián)的電壓，二極管截止時的反向電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于與之并聯(lián)的電流，則可以忽略二極管的正向壓降和反向電流，把二極管理想化為一個開關(guān)，如圖所示。⑵考慮正向壓降的等效電路在二極管充分導(dǎo)通且工作電流不是很大時，二極管的正向壓降UD變化不大（例如硅管約為0.6~0.8V），因此近似認(rèn)為二極管正向?qū)〞r有一個固定的管壓降UD（硅管取0.7V，鍺管取0.2V），于是可用一固定電壓源來等效正向?qū)ǖ亩O管。當(dāng)外加電壓U<UD時，二極管不通，電流為零，相當(dāng)于開路。圖中畫出了這種近似等效電路。

uDiDoDUD⑵考慮正向壓降的等效電路考慮正向壓降的等效電路KUD⑶二極管電路的分析方法二極管電路有兩種基本分析方法。圖解法，其做法為：利用二極管伏安特性曲線，用做負(fù)載線的方法來分析電路。計算分析法，其做法為：根據(jù)不同的條件利用二極管的等效電路來近似分析和計算電路。這種方法簡便易行，誤差較小，是常用的分析方法。下面將結(jié)合例子來說明各種分析方法。由于二極管具有單向?qū)щ娦?，因此利用它可以進(jìn)行交流電到直流電的轉(zhuǎn)換。這樣的電路叫整流電路(RectifierCircuits)。圖(a)就是一個實用的單相橋式全波整流電路，常應(yīng)用于直流穩(wěn)壓電源中。四個二極管Dl~D4接成電橋形式。設(shè)交流電源u為：

u

π2π3π4πtwouo+_u+_RLD4D2D1D3ioAB（a）⑶二極管電路的分析方法動畫在一般整流電路中，交流電壓幅值Um都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二極管的正向壓降UD，因此常近似為UD

=0，可以用理想二極管等效電路來分析電路的工作原理。當(dāng)交流電源u>0時，二極管Dl、D3導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合；D2、D4截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開，如圖(b)所示。因此輸出電壓uO=u。uo+_u+_RLD4D2D1D3ioAB（a）uuo+_RLD4D2D1D3ioAB（b）+-⑶二極管電路的分析方法當(dāng)u<0時，二極管D2、D4導(dǎo)通，Dl、D3截止，如圖(c)所示。因此uO=-u。uo+_u+_RLD4D2D1D3ioAB（a）uou+_RLD4D2D1D3ioAB（c）+-⑶二極管電路的分析方法這樣無論在交流電源u的正半周還是負(fù)半周，負(fù)載RL兩端的輸出電壓uO始終是上正下負(fù)；RL電阻中的輸出電流iO始終是由A點流向B點。對應(yīng)于交流電源u的波形可以畫出uO，iO及二極管中的電流iD的波形如圖(d)所示。

u

π2π3π4πtwo

uo（io）

π2π3π4πtwo

iD

π2π3π4πtwo

iD1iD3

iD2iD4

（d）⑶二極管電路的分析方法那么橋式全波整流輸出電壓uO的平均值UO（即直流成分）為：

式中U為交流電源u的有效值。負(fù)載電阻RL中流過的電流iO的平均值IO為⑶二極管電路的分析方法從前圖中顯見每個二極管都只在交流電源的半個周期內(nèi)導(dǎo)通，所以流過每個二極管的平均電流ID均為IO的一半。即從圖

(b)、(c)中可見，每個二極管在截止時，它的兩端承受的最大反向電壓就是交流電源電壓u的峰值。記為⑶二極管電路的分析方法那么，設(shè)計選擇二極管時必須滿足下列條件：如果要精確考慮二極管的正向壓降及導(dǎo)通時的正向電阻、截止時的反向電阻的影響，那么圖

(d)中的波形還要進(jìn)行修正。⑶二極管電路的分析方法圖(a)是一個二極管組成的限幅電路(ClippingCircuit)。這種電路常用于有選擇地傳輸信號波形的一部分，所傳輸?shù)牟ㄐ尾糠痔幵陔娐吩O(shè)定的參考電壓以上或以下。DURRuou++––（a）⑶二極管電路的分析方法uo電路中u為交流正弦電壓信號。UR為直流參考電壓源。D為普通二極管?，F(xiàn)在用考慮正向壓降的二極管等效電路來分析電路的工作情況。若D為硅管，則正向?qū)▔航礥D=0.7V。從而得到圖(b)的等效電路。DURRuou++––（a）kURRuou++––（b）UD⑶二極管電路的分析方法從圖(b)的等效電路可見，當(dāng)u>0且u>UR+UD時，二極管D導(dǎo)通，開關(guān)閉合，輸出電壓UO=UR十UD。當(dāng)u<UR+UD時，二極管D截止，開關(guān)斷開，輸出電壓uO=u。kURRuou++––（b）UD⑶二極管電路的分析方法畫出uO的波形。電路將輸出電壓限制在UR+UD以下，可以采用理想二極管等效電路來進(jìn)行分析，那么uO的波形將近似在UR電壓以上削頂。kURRuou++––（b）UDuo（c）UR+UD⑶二極管電路的分析方法5.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管亦稱齊納二極管(ZenerDiodes)，與一般二極管不同之處是它正常工作在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)。因其具有穩(wěn)定電壓作用，故稱為穩(wěn)壓管（VoltageRegulators）。

穩(wěn)壓管的符號和特性曲線如圖所示。5.穩(wěn)壓二極管它的伏安特性與二極管基本相同，只是穩(wěn)壓管正常工作時是利用特性曲線的反向擊穿區(qū)。電流改變而電壓基本不變的特性稱為穩(wěn)壓特性，穩(wěn)壓管就是利用這一特性工作的。UIOUZIZUZIZIZM（b）陰極陽極（a）穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：

穩(wěn)定電壓UZUZ是穩(wěn)壓管反向擊穿后的穩(wěn)定工作電壓值。例如穩(wěn)壓管2CWl的穩(wěn)定電壓是7~8.5V。由于工藝上的困難，同一型號的管子，穩(wěn)定電壓值有一定的分散性，就是說，同樣都是2CWl型的管子，一個穩(wěn)定電壓是7V，而另一個卻可能是8.5V。5.穩(wěn)壓二極管動態(tài)電阻rZrZ是穩(wěn)壓管在穩(wěn)定工作范圍內(nèi)管子兩端電壓的變化量與相應(yīng)電流變化量之比即rZ越小，表示穩(wěn)壓作用越好。一個穩(wěn)壓管rZ的大小與工作電流有關(guān)，工作電流越大，rZ越小。5.穩(wěn)壓二極管如圖是2CWl的rZ隨工作電流變化的曲線。由圖可見，當(dāng)I=2mA時，rZ=4.5Ω；I=5mA時，rZ

=2.2Ω；I>5mA時，rZ繼續(xù)下降，但變化不很明顯。I(mA)04812164812rZ(Ω)2CW1穩(wěn)壓管rZ—I曲線5.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流IZ穩(wěn)定電流IZ是穩(wěn)壓管工作時的參考電流數(shù)值，手冊上給出的穩(wěn)定電壓和動態(tài)電阻都是指在這個電流下的值。工作電流若小于穩(wěn)定電流IZ，則rZ增大，穩(wěn)壓性能較差；工作電流若大于穩(wěn)定電流，rZ減小，穩(wěn)壓性能較好，但是要注意管子的功率損耗不要超出允許值。

5.穩(wěn)壓二極管額定功耗PZMPZM是由管子允許溫升限定的最大功率損耗。如果已知管子的穩(wěn)定電壓值，那么額定功耗除以穩(wěn)定電壓就是該穩(wěn)壓管允許的最大穩(wěn)定電流IZM=PZM/UZ。超過這個電流使用，就可能損壞管子。例如2CWl的額定功耗PZM=280mW，UZ

=8.5V，則最大穩(wěn)定電流IZM=280/8.5≈33mA。5.穩(wěn)壓二極管電壓溫度系數(shù)溫度變化1℃時，穩(wěn)定電壓變化的百分?jǐn)?shù)，定義為電壓溫度系數(shù)。它是表示穩(wěn)壓管溫度穩(wěn)定性的參數(shù)。例如2CWl的電壓溫度系數(shù)是0.07%/℃，假設(shè)20℃時穩(wěn)定電壓UZ=8V，那么50℃時穩(wěn)壓值將為5.穩(wěn)壓二極管電壓溫度系數(shù)越小，溫度穩(wěn)定性越好。通常，穩(wěn)定電壓UZ低于4V的管子，溫度系數(shù)是負(fù)的（齊納擊穿），高于6V的管子，溫度系數(shù)是正的（雪崩擊穿），而穩(wěn)定電壓在4V~6V左右的管子，溫度系數(shù)最小，接近于零。所以，要求溫度穩(wěn)定性較高的場合常選用6V左右的管子。

5.穩(wěn)壓二極管為了制造溫度系數(shù)小的管子，可采取溫度補償措施。例如2DW7系列的穩(wěn)壓管就是這種管子，它是由二個穩(wěn)壓值相同的管子反向串聯(lián)起來的，如圖所示。123具有溫度補償?shù)姆€(wěn)壓管圖工作時一個管子處于正向，有負(fù)溫度系數(shù)，另一個管子處于反向，有正溫度系數(shù)，二者互相補償，將1、2兩端的電壓溫度系數(shù)減到很小的程度。5.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管的應(yīng)用電路為了限制穩(wěn)壓管擊穿以后的電流，使用時必須在電路中串聯(lián)電阻如圖所示。RzUzDzI+-U+-穩(wěn)壓管電路5.穩(wěn)壓二極管U<UZ時，穩(wěn)壓管未擊穿，電路不通。U>UZ時，穩(wěn)壓管擊穿必須適當(dāng)選擇R值，使得I<IZM。R稱為限流電阻。

RzUzDzI+-U+-穩(wěn)壓管電路5.穩(wěn)壓二極管在不需考慮穩(wěn)壓管的電壓變化量的情況下，可以采用圖(a)所示的近似特性曲線（粗實線）和圖(b)穩(wěn)壓管電路等效電路。uiOUZ（a）KUZ（b）5.穩(wěn)壓二極管在只考慮穩(wěn)壓管擊穿穩(wěn)壓時，電壓的變化量△U，與電流變化量地之間關(guān)系時，可以采用圖(c)所示的微變等效電路，即用動態(tài)電阻rZ來等效穩(wěn)壓管，從而分析變化量之間的關(guān)系。