模擬電子技術康第五版14年 CH03-3

3.3二極管

3.3.1

二極管的結構

3.3.2

二極管的伏安特性

3.3.3

二極管的主要參數(shù)3.3.1二極管的結構在PN結上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結構分有點接觸型、面接觸型兩大類。(1)點接觸型二極管(a)點接觸型

二極管的結構示意圖

PN結面積小，結電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。（a）面接觸型（b）集成電路中的平面型（c）代表符號

(2)面接觸型二極管

PN結面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型1、點接觸型二極管：結面積小，允許電流小、極間電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。2、面接觸型二極管：3、平面型二極管：用于集成電路制造工藝中，結面積可大可小，小的工作頻率高，大的允許電流大，用于高頻整流和開關電路。結面積大、允許電流大，極間電容大，適于大電流整流，工作頻率低。二極管的內部結構：工作速度和大功率兩者難以得兼。

3.3.2二極管的V-I特性二極管的V-I特性曲線可用下式表示鍺二極管2AP15的V-I特性硅二極管2CP10的V-I特性(1)正向特性

硅二極管的死區(qū)電壓Vth=0.5V，工作電壓0.6-0.7V

鍺二極管的死區(qū)電壓Vth=0.1V，工作電壓0.2-0.3V

當0＜V＜Vth時，正向電流為零，Vth稱死區(qū)電壓或開啟電壓。正向區(qū)分為兩段：

當V＞Vth時，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。反向區(qū)也分兩個區(qū)域：

當VBR＜V＜0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS

當V≥VBR時，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。(2)反向特性

一般硅管的反向電流比鍺管的小得多。

外加反向電壓增大到一定數(shù)值時，反向電流突然劇增，這種現(xiàn)象稱為PN結的反向擊穿。對應的電壓值成為反向擊穿電壓VBR

若|VBR|≥7V時,主要是雪崩擊穿；若|VBR|≤4V時,則主要是齊納擊穿。(3)PN結的反向擊穿特性二極管的伏安特性曲線與材料和溫度的關系：0uDiD硅鍺材料開啟電壓導通壓降反向飽

和電流硅0.5V0.6~0.7V<1μA鍺0.1V0.2~0.3V幾十μA0uDiD20o80o溫度升高，IS增大(1倍/10C)溫度升高，Vth下降，正向曲線左移2~2.5mV/C。硅二極管的性能優(yōu)于鍺二極管(1)最大整流電流IF(2)反向擊穿電壓VBR(3)反向電流IR(4)正向壓降VF在室溫，規(guī)定的反向電壓下，最大反向工作電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(1A)級；鍺二極管在百微安(100A)級。在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降。硅二極管約0.6～0.7V；鍺二極管約0.2～0.3V。二極管連續(xù)工作時，允許流過的最大整流電流的平均值。二極管反向電流急劇增加時對應的反向電壓值稱為反向擊穿電壓VBR。為安全計，在實際工作時，最大反向工作電壓VRM一般只按反向擊穿電壓VBR的一半計算。

3.3.3二極管的主要參數(shù)(5)極間電容Cd

(7)二極管的高頻等效電路勢壘電容，擴散電容Cd

=CB+CD3.3.3二極管的主要參數(shù)(6)反向恢復時間TRR

由于二極管中PN結電容效應的存在，當二極管外加電壓極性翻轉時，其原工作狀態(tài)不能在瞬間完全隨之變化。特別是二極管從正向偏置變成反向偏置時，電流由正變負翻轉后瞬間有較大，經(jīng)過一定時間后反向電流才變得很小。直流電阻RD直流電阻定義：靜態(tài)工作點（直流工作點）Q的概念:Q1Q2由圖可知：①二極管的直流電阻不是一個常量，

而是與其工作點有關，電流越大，

直流電阻越小。②二極管反偏時的直流電阻很大。③二極管具有單向導電特性。靜態(tài)工作點是指加在二極管上的直流偏置電壓和電流。（8）二極管的直流電阻和交流電阻+IDVD-RE+IDUD-RE交流電阻（動態(tài)電阻）rdQ定義：可見，二極管的動態(tài)電阻與工作點有關，并且可用靜態(tài)電流來計算，IDrd

。正偏時：幾~幾十反偏時：幾百k~幾MΔIDΔVDud+-

二極管的直流電阻和交流電阻直流電阻：交流電阻：半導體二極管圖片附錄半導體二極管圖片附錄半導體二極