半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路

半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路第1頁/共84頁電子器件發(fā)展歷程：電子管→晶體管→集成電路→大規(guī)模集成電路→→超大規(guī)模集成電路1904年電子管問世1947年晶體管誕生1958年集成電路研制成功電子管、晶體管、集成電路比較第2頁/共84頁1947年貝爾實(shí)驗室——第一只晶體管1958年德州儀器公司——第一塊集成電路1969年大規(guī)模集成電路1975年超大規(guī)模集成電路

第一片集成電路只有4個晶體管，而1997年一片集成電路中有40億個晶體管。有科學(xué)家預(yù)測，集成度還將按10倍/6年的速度增長，到2015或2020年達(dá)到飽和。第3頁/共84頁現(xiàn)代電子器件的鼻祖第一只晶體管的發(fā)明者（byJohnBardeen,WilliamSchockleyandWalterBrattaininBellLab）

他們在1947年11月底發(fā)明了晶體管，并在12月16日正式宣布“晶體管”誕生。1956年獲諾貝爾物理學(xué)獎。巴因所做的超導(dǎo)研究于1972年第二次獲得諾貝爾物理學(xué)獎。第一個集成電路及其發(fā)明者（JackKilbyfromTI

）1958年9月12日，在德州儀器公司的實(shí)驗室里，實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。42年以后，2000年獲諾貝爾物理學(xué)獎。“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。

第4頁/共84頁模電與數(shù)電：自然界中的物理量有兩大類：模擬量和數(shù)字量t℃t℃tu？模擬量模擬信號模擬電路模擬電子技術(shù)tu？數(shù)字量數(shù)字信號數(shù)字電路數(shù)字電子技術(shù)第5頁/共84頁混頻級中頻放大級檢波級功率放大級超外差式無線電收音機(jī)原理框圖放大濾波采樣-保持模-數(shù)轉(zhuǎn)換生產(chǎn)控制系統(tǒng)微處理機(jī)系統(tǒng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換電壓-電流轉(zhuǎn)換檢測與傳感執(zhí)行機(jī)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備物理系統(tǒng)電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)：第6頁/共84頁從電路板產(chǎn)生來看學(xué)習(xí)要求與教學(xué)環(huán)節(jié)確定電路功能與要求電路結(jié)構(gòu)設(shè)計電路參數(shù)計算元件選型電路可行性分析計算機(jī)仿真制板制作調(diào)試與測試掌握電子技術(shù)基本概念掌握各功能電路結(jié)構(gòu)掌握各類定性分析方法掌握各類參數(shù)估算方法熟悉各類元器件外特性熟悉EDA軟件熟悉制板軟件,培養(yǎng)動手操作能力熟悉電子儀器儀表課堂教學(xué)實(shí)驗教學(xué)電子實(shí)習(xí)課程設(shè)計第7頁/共84頁第1章半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路1.1

半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識1.2

半導(dǎo)體二極管小結(jié)1.3

穩(wěn)壓二極管1.4

二極管典型應(yīng)用電路1.5

輔修內(nèi)容第8頁/共84頁包含半導(dǎo)體元件等等是半導(dǎo)體元件之一，應(yīng)用廣泛你想知道嗎？什么是半導(dǎo)體？PN結(jié)是怎樣形成的？二極管是干什么用的？電子電路你知道嗎？第9頁/共84頁1.1

半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識1.1.1半導(dǎo)體材料及其特性1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1.3

PN結(jié)第10頁/共84頁1.1.1半導(dǎo)體材料及其特性半導(dǎo)體—導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。本征半導(dǎo)體—純凈的半導(dǎo)體。如硅、鍺單晶體。共價鍵—相鄰原子共有價電子所形成的束縛。從導(dǎo)電性來分類，物體可分為：共價鍵結(jié)構(gòu)—2.本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體1.半導(dǎo)體的特殊性質(zhì)——熱敏性、光敏性、摻雜性第11頁/共84頁硅(鍺)的原子結(jié)構(gòu)簡化模型原子核硅(鍺)的共價鍵結(jié)構(gòu)價電子(束縛電子)硅鍺本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)第12頁/共84頁空穴本征激發(fā)：復(fù)合：自由電子和空穴在運(yùn)動中相遇重新結(jié)合成對消失的過程。在室溫或光照下價電子獲得足夠能量擺脫共價鍵的束縛成為自由電子，并在共價鍵中留下一個空穴的過程。3.本征半激發(fā)與復(fù)合空穴可在共價鍵內(nèi)移動自由電子本證激發(fā)與復(fù)合是一對相反的運(yùn)動！第13頁/共84頁半導(dǎo)體中有兩種載流子——自由電子和空穴兩種載流子的運(yùn)動：自由電子(在共價鍵以外)的運(yùn)動空穴(在共價鍵以內(nèi))的運(yùn)動載流子

—運(yùn)載電荷的粒子（帶電粒子）本征半導(dǎo)體中的電流是兩個電流之和電子電流、空穴電流——自由電子帶負(fù)電，空穴帶正電。第14頁/共84頁

結(jié)論：1.本征半導(dǎo)體中電子空穴成對出現(xiàn)，且數(shù)量少；

2.半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電；

3.本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力弱，并與溫度有關(guān)。4.、溫度對本征半導(dǎo)體中載流子的影響載流子的濃度隨溫度的升高而增加。動態(tài)平衡——本征激發(fā)與復(fù)合運(yùn)動最終要達(dá)到動態(tài)平衡。第15頁/共84頁N型+5+4+4+4+4+4磷原子多余電子載流子數(shù)

電子數(shù)1.N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量的5價雜質(zhì)元素空穴—少子（少數(shù)載流子）電子—多子（多數(shù)載流子）多余電子—雜質(zhì)原子為施主原子正離子—帶正電，不能移動1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體第16頁/共84頁P(yáng)型+3+4+4+4+4+4硼原子空位空穴—多子（多數(shù)載流子）電子—少子（少數(shù)載流子）載流子數(shù)

空穴數(shù)2.P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量的3價雜質(zhì)元素空位—電中性雜質(zhì)原子為受主原子負(fù)離子—帶負(fù)電，不能移動區(qū)分N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體！第17頁/共84頁4.雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用IIPINI=IP+INN型半導(dǎo)體I

INP型半導(dǎo)體

I

IP3.雜質(zhì)半導(dǎo)體中載流子的濃度第18頁/共84頁5.P型與N型半導(dǎo)體的簡化示意圖P型N型少數(shù)載流子（少子）—自由電子多數(shù)載流子（多子）—（空穴）負(fù)離子多數(shù)載流子（多子）—自由電子少數(shù)載流子（少子）—空穴正離子【問題引導(dǎo)】N型、P型半導(dǎo)體多子是什么，少子是什么？負(fù)離子、或正離子是怎么形成的？第19頁/共84頁N型P型1.1.3PN結(jié)1.PN結(jié)(PNJunction)的形成擴(kuò)散運(yùn)動—由于載流子濃度差而引起的運(yùn)動復(fù)合—使交界面形成空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)、耗盡層、阻擋層、PN結(jié)內(nèi)電場漂移運(yùn)動—載流子在電場力作用下的運(yùn)動擴(kuò)散和漂移達(dá)到動態(tài)平衡：擴(kuò)散電流等于漂移電流，

總電流

I=0。PN結(jié)是怎么形成的？第20頁/共84頁P(yáng)區(qū)N區(qū)內(nèi)電場外電場外電場抵消內(nèi)電場使空間電荷區(qū)變窄有利于擴(kuò)散運(yùn)動不利于漂移運(yùn)動

IF限流電阻，可以不要嗎？擴(kuò)散運(yùn)動加強(qiáng)形成正向電流IF2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)PN結(jié)外加正向電壓時處于導(dǎo)通狀態(tài)正向電壓、正向接法、正向偏置、正偏第21頁/共84頁P(yáng)

區(qū)N

區(qū)IRPN結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通，呈小電阻，電流較大;反偏截止，電阻很大，電流近似為零。漂移運(yùn)動加強(qiáng)形成反向電流IRIR=I少子

0(2)PN結(jié)外加反向電壓時處于截止?fàn)顟B(tài)反向電壓、反向接法、反向偏置、反偏反向飽和電流Is—內(nèi)電場外電場外電場與內(nèi)電場同向使空間電荷區(qū)變寬有利于漂移運(yùn)動

不利于擴(kuò)散運(yùn)動【問題引導(dǎo)】什么是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?？?2頁/共84頁3.PN結(jié)的伏安特性反向飽和電流溫度電壓當(dāng)量電子電量玻爾茲曼常數(shù)當(dāng)T=300(27C)：UT=26mVOu

/VI

/mA正向特性反向擊穿加正向電壓時加反向電壓時i≈–ISISPN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕≡摮?shù)非常重要！第23頁/共84頁反向擊穿，反向擊穿電壓—雪崩擊穿—當(dāng)耗盡層寬度較寬時，耗盡層的電場使少子加快漂移速度，從而與共價鍵中的價電子相碰撞，把價電子撞擊出共價鍵，產(chǎn)生電子空穴對，載流子雪崩式地倍增，致使電流急劇增加。內(nèi)電場P型N型自由電子漂移撞擊價電子第24頁/共84頁內(nèi)電場P型N型價電子被拉出變成自由電子齊納擊穿—當(dāng)耗盡層寬度很小時，不大的反向電壓就可以在耗盡層形成很強(qiáng)的電場，而直接破壞共價鍵，使價電子脫離共價鍵束縛，產(chǎn)生電子空穴對，致使電流急劇增加。第25頁/共84頁4.PN結(jié)的電容效應(yīng)Cj=Cb+Cd

勢壘電容Cb—空間電荷區(qū)的寬度和空間電荷的數(shù)量隨外加電壓而變化，如同電容的充放電過程。外加反向電壓時，勢壘電容占主導(dǎo)。內(nèi)電場P型N型等效電容極板等效充電電荷常把PN結(jié)當(dāng)電容使用！第26頁/共84頁4.PN結(jié)的電容效應(yīng)Cj=Cb+Cd

內(nèi)電場P型N型等效電容極板等效充電電荷擴(kuò)散電容Cd—PN結(jié)在正偏時，在外電場的作用下，靠近耗盡層交界面的地方，少子的濃度高，且向遠(yuǎn)離耗盡層的地方擴(kuò)散。擴(kuò)散區(qū)內(nèi)電荷的積累與釋放如同電容的充放電過程。外加正向電壓時，擴(kuò)散電容占主導(dǎo)；5.PN節(jié)的溫度特性無論是正偏還是反偏，當(dāng)溫度升高時，電流增加第27頁/共84頁1.2

半導(dǎo)體二極管1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)類型1.2.2二極管的伏安特性1.2.4二極管的主要參數(shù)1.2.3二極管的勢壘電容與擴(kuò)散電容1.2.5二極管等效電路第28頁/共84頁1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)與類型構(gòu)成：PN結(jié)+引線+管殼=二極管(Diode)符號：A(anode)C(cathode)分類：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型平面型陽極陰極陽極陰極第29頁/共84頁點(diǎn)接觸型正極引線觸絲N型鍺片外殼負(fù)極引線負(fù)極引線

面接觸型N型鍺PN結(jié)

正極引線鋁合金小球底座金銻合金正極

引線負(fù)極

引線集成電路中平面型PNP型支持襯底第30頁/共84頁點(diǎn)接觸型：結(jié)面積小，結(jié)電容小，故結(jié)允許的電流小，最高工作頻率高。面接觸型：結(jié)面積大，結(jié)電容大，故結(jié)允許的電流大，最高工作頻率低。平面型：結(jié)面積可小、可大，小的工作頻率高，大的結(jié)允許的電流大。第31頁/共84頁第32頁/共84頁小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管第33頁/共84頁1.2.2二極管的伏安特性1.二極管結(jié)電流方程反向飽和電流溫度電壓當(dāng)量電子電量玻爾茲曼常數(shù)當(dāng)T=300(27C)：UT=26mV二極管實(shí)質(zhì)就是一個PN結(jié)！第34頁/共84頁2.二極管的伏安特性曲線OuD/ViD/mA正向特性Uth開啟電壓UUth時，iD急劇上升0U

Uth時，iD

=0反向特性ISU(BR)反向擊穿︱U(BR)︱>︱U︱

>0時,iD=IS

︱U︱>︱U(BR)︱時，反向電流急劇增大(反向擊穿)IS

材料開啟電壓Uth

導(dǎo)通電壓UD(on)

反向飽和電流硅Si0.5V0.6~0.8V（通常取0.7V）1μA以下鍺Ge0.1V0.1~0.3V（通常取0.3V）幾十μA反向飽和電流擊穿電壓記得對二極管限流！不要讓二極管擊穿了！第35頁/共84頁反向擊穿類型：電擊穿熱擊穿反向擊穿原因：齊納擊穿：(Zener)反向電場太強(qiáng)，將電子強(qiáng)行拉出共價鍵。

(擊穿電壓<6V，負(fù)溫度系數(shù))雪崩擊穿：反向電場使電子加速，動能增大，撞擊使自由電子數(shù)突增?！狿N結(jié)未損壞，斷電即恢復(fù)?！狿N結(jié)燒毀。(擊穿電壓>6V，正溫度系數(shù))擊穿電壓在6V左右時，溫度系數(shù)趨近零。第36頁/共84頁硅管的伏安特性鍺管的伏安特性604020–0.02–0.0400.40.8–25–50iD

/mAuD/ViD

/mAuD

/V0.20.4–25–5051015–0.01–0.020第37頁/共84頁3.溫度對二極管特性的影響604020–0.0200.4–25–50iD

/mAuD/V20C90CT

升高時，UD(on)以

(22.5)mV/C下降【問題引導(dǎo)】溫度變化會導(dǎo)致半導(dǎo)體元件的一些參數(shù)發(fā)生變化！第38頁/共84頁Cj=Cb+Cd

（1）勢壘電容Cb—空間電荷區(qū)的寬度和空間電荷的數(shù)量隨外加電壓而變化，如同電容的充放電過程。外加反向電壓時，勢壘電容占主導(dǎo)。內(nèi)電場P型N型等效電容極板等效充電電荷1.2.3二極管的勢壘電容與擴(kuò)散電容第39頁/共84頁4.PN結(jié)的電容效應(yīng)Cj=Cb+Cd

內(nèi)電場P型N型等效電容極板等效充電電荷（2）擴(kuò)散電容Cd—PN結(jié)在正偏時，在外電場的作用下，靠近耗盡層交界面的地方，少子的濃度高，且向遠(yuǎn)離耗盡層的地方擴(kuò)散。擴(kuò)散區(qū)內(nèi)電荷的積累與釋放如同電容的充放電過程。外加正向電壓時，擴(kuò)散電容占主導(dǎo)。第40頁/共84頁1.2.4二極管的主要參數(shù)1.

IF

—

最大整流電流

(最大正向平均電流)2.

URM

—

最高反向工作電壓，為U(BR)/2

3.

IR—

反向電流(越小單向?qū)щ娦栽胶?2.

fM—

最高工作頻率

(超過時單向?qū)щ娦宰儾?4.

RD—

直流電阻1.

rd—

交流電阻iDuDU(BR)IFURMOUDIDQ直流參數(shù)：交流參數(shù)：第41頁/共84頁影響工作頻率的原因—PN結(jié)的電容效應(yīng)

結(jié)論：1.低頻時，因結(jié)電容很小，容抗很大，結(jié)電容對二極管影響很小。高頻時，因結(jié)電容容抗減小，使結(jié)電容分流，

導(dǎo)致二極管單向?qū)щ娦宰儾睢?.結(jié)面積小時結(jié)電容小，工作頻率高。高頻信號時，必須考慮二極管的電容效應(yīng)！第42頁/共84頁1.2.5二極管等效電路1.理想二極管模型特性uDiD符號及等效模型SS正偏導(dǎo)通，uD=0,rd=0反偏截止，iD=0,rd

=2.二極管的恒壓降模型（理想二極管串聯(lián)電壓源模型）uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7V(Si)0.3V(Ge)導(dǎo)通時第43頁/共84頁3.二極管的折線化模型uDiDUonUI斜率1/rdrDUon導(dǎo)通時uD=Uon+rdid截止時id=0二極管的動態(tài)電阻4.二極管的低頻小信號模型二極管的動態(tài)電阻反映了靜態(tài)工作點(diǎn)附近微變電壓和微變電流的動態(tài)關(guān)系根據(jù)得ID—mAiD=ID+idiD—全電流ID—直流分量id—交流分量第44頁/共84頁步驟：1.設(shè)定工作電壓(如0.7V；2V(LED)；UZ)2.確定工作電流(如1mA；10mA；5mA)3.根據(jù)歐姆定律求電阻R=(UIUD)/ID(R要選擇標(biāo)稱值)1.2.6選擇二極管限流電阻記得對二極管限流！第45頁/共84頁半導(dǎo)體二極管的型號（補(bǔ)充）

國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：

2AP9

用數(shù)字代表同類型器件的不同型號

用字母代表器件的類型，P代表普通管

用字母代表器件的材料，A代表N型Ge

B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表P型Si2代表二極管，3代表三極管第46頁/共84頁1.3

穩(wěn)壓二極管1.3.1穩(wěn)壓二極管的工作原理1.3.2穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)1.3.3穩(wěn)壓電路第47頁/共84頁符號工作條件：反向擊穿iZ/mAuZ/VOUZ

IZIZMUZIZiZ+-uZ1.3.1穩(wěn)壓二極管的工作原理伏安特性【問題引導(dǎo)】穩(wěn)壓二極管的工作區(qū)是？穩(wěn)壓二極管起穩(wěn)壓作用是工作在反向擊穿區(qū)！進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流第48頁/共84頁1.3.2穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)1.

穩(wěn)定電壓UZ流過規(guī)定電流時穩(wěn)壓管兩端的反向電壓值。2.穩(wěn)定電流IZ

越大穩(wěn)壓效果越好小于IZ時不穩(wěn)壓。3.

最大工作電流IZM

最大耗散功率PZMPZM=UZ

IZM4.動態(tài)電阻rZrZ=UZ/IZ

越小穩(wěn)壓效果越好。幾幾十iZ/mAuZ/VOUZIZIZMUZIZ第49頁/共84頁5.穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)CTUZ<4V，CTV<0(為齊納擊穿)具有負(fù)溫度系數(shù)；UZ>7V，CTV>0(為雪崩擊穿)具有正溫度系數(shù)；4V<UZ<7V，CTV很小。第50頁/共84頁1.3.3穩(wěn)壓電路RRLDZ+-UO+-UIUR+-IZ穩(wěn)壓原理：UI↑→UO↑→IZ↑→UR↑→UO↓記得讓穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)！但要限流！第51頁/共84頁1.4

二極管典型應(yīng)用電路1.二極管的整流與檢波2.二極管限幅3.二極管鉗位電路4.二極管在電路中的應(yīng)用5.穩(wěn)壓管基本穩(wěn)壓電路第52頁/共84頁1.二極管整流OuItOuOtuIuOR半波整流例1.1(a)uI為正弦波輸入信號，試畫出uO的波形?！締栴}引導(dǎo)】當(dāng)uI幅值只有幾毫伏時，也能整流嗎？第53頁/共84頁全波整流-+-++-+-tOtO2323uOu21u22D1RL~220V+uｏ–iD1D2iD2u21u22例1-1(b)uI為正弦波輸入信號，試畫出uO的波形。正半周是利用哪一交流電壓整流？負(fù)半周是利用哪一交流電壓整流？第54頁/共84頁2.二極管限幅例1-2已知電路和

ui，試畫出電壓傳輸特性和uo的波形。解：設(shè)為理想二極管，EEuitE第55頁/共84頁3.二極管鉗位例1-3(選講)已知電路，輸入波形為矩形波，試畫出輸出波形。解：設(shè)為理想二極管，第56頁/共84頁例1-4二極管構(gòu)成“門”電路，設(shè)D1、D2導(dǎo)通壓降為0.7V，當(dāng)輸入電壓UA、UB為低電壓0V和高電壓3V的不同組合時，求輸出電壓UO的值。0V正偏導(dǎo)通5V正偏導(dǎo)通4.二極管邏輯電路-二極管的優(yōu)先導(dǎo)通第57頁/共84頁輸入電壓二極管輸出電壓UAUBD1D20V0V正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通0.7V0V3V正偏導(dǎo)通反偏截止0.7V3V0V反偏截止正偏導(dǎo)通0.7V3V3V正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通3.7V真值表ABY000010100111第58頁/共84頁5.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路例1-5穩(wěn)壓電路和波形如圖所示，畫出輸出電壓波形。RRLDZ+-UO+-UIUR+-IZ穩(wěn)壓原理：UI

↑→UO↑→IZ↑→UR↑→UO↓解：

第59頁/共84頁UD(on)例A

下圖電路中，硅二極管，R=2k，分別用二極管理想模型和恒壓降模型求出VDD=2V和VDD=10V時IO和UO的值。理想模型恒壓降模型實(shí)際電路第60頁/共84頁[解]1.VDD=2V

理想IO=VDD/R=2/2

=1(mA)UO=VDD=2V恒壓降UO=VDD–UD(on)=20.7=1.3(V)IO=UO/R=1.3/2

=0.65(mA)2.VDD=10V

理想IO=VDD/R=10/2

=5(mA)恒壓降UO=100.7=9.3(V)IO=9.3/2=4.65(mA)VDD大，

采用理想模型VDD小，

采用恒壓降模型第61頁/共84頁例B

試求電路中電流I1、I2、IO和輸出電壓UO的值。解：假設(shè)二極管斷開UP=15VUP>UN二極管導(dǎo)通采用恒壓降模型，二極管等效為0.7V的恒壓源PN記得先判斷：二極管導(dǎo)通嗎？第62頁/共84頁UO=VDD1

UD(on)=150.7=14.3(V)IO=UO/RL=14.3/3

=4.8(mA)I2=(UOVDD2)/R=(14.312)/1

=2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)0.7V第63頁/共84頁例C

畫出硅二極管構(gòu)成的橋式整流電路在ui

=15sint(V)作用下輸出uO的波形。(按理想模型)Otui

/V15RLD1D2D3D4uiBAuO第64頁/共84頁OtuO/V15Otui

/V15RLD1D2D3D4uiBAuO第65頁/共84頁例D

ui=2sin

t(V)，分析二極管的限幅作用。ui較小，宜采用恒壓降模型ui<0.7VD1、D2均截止uO=uiuO=0.7Vui0.7VD2導(dǎo)通D１截止ui<

0.7VD1導(dǎo)通D2截止uO=0.7V第66頁/共84頁思考題:【問題引導(dǎo)】若在D1、D2支路各串聯(lián)恒壓源，輸出波形如何？OtuO/V0.7Otui

/V20.7第67頁/共84頁例F

分析簡單穩(wěn)壓電路的工作原理，R為限流電阻。IR=IZ+ILUO=UI

–IRRUIUORRLILIRIZ第68頁/共84頁練習(xí)：已知ui

=4sin

t(V)，二極管為理想二極管，畫出uo的波形。

第69頁/共84頁1.5

輔修內(nèi)容1.5.1發(fā)光二極管1.5.2.光電二極管第70頁/共84頁1.5.1發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)1.符號和特性工作條件：正向偏置一般工作電流幾十mA，導(dǎo)通電壓(12)V符號u/Vi

/mAO2特性外形符號應(yīng)用第71頁/共84頁2.主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：IFM

，U(BR)

，IR光學(xué)參數(shù)：峰值波長P，亮度

L，光通量發(fā)光類型：可見光：紅、黃、綠顯示類型：普通LED，不可見光：紅外光點(diǎn)陣LED七段LED,第72頁/共84頁1.5.2光電二極管1．符號和特性符號特性uiO暗電流E=200lxE=400lx工作條件：反向偏置2.主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：暗電流，光電流，最高工作范圍光學(xué)參數(shù)：光譜范圍，靈敏度，峰值波長實(shí)物照片第73頁/共84頁輔修：圖解法和微變等效電路法一、二極管電路的直流圖解分析

uD=VDD

iDRiD=f(uD)1.2V100iD

/mA128400.30.6uD/V1.20.9MN直流負(fù)載線斜率

1/R靜態(tài)工作點(diǎn)斜率1/RDiDQIQUQ第74頁/共84頁也可取UQ=0.7VIQ=(VDD

UQ)/R=5(mA)二極管直流電阻RD1.2V100iD

/mA128400.30.6uD/V1.20.9MN直流負(fù)載線斜率

1/R靜態(tài)工作點(diǎn)iDQIQUQiD第75頁/共84頁iD

/mAuD/VO二、交流圖解法電路中含直流和小信號交流電源時,二極管中含交、直流成分C隔直流

通交流當(dāng)ui=0時iD=IQUQ=0.7V(硅)，0.3V(鍺)設(shè)ui=sin

wtVDDVDD/RQIQwt