第三章 二極管及其基本電路

3二極管及其基本電路3.1半導體的基本知識3.3二極管3.4二極管的基本電路及其分析方法3.5特殊二極管3.2PN結(jié)的形成及特性本征半導體雜質(zhì)半導體PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦訮N結(jié)的電容效應(yīng)一、教學要求學習半導體的基本知識，熟悉PN結(jié)的形成過程，掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕瑸檎莆瞻雽w二極管、三極管的工作原理打好基礎(chǔ)二、重點與難點2半導體二極管及其基本電路重點：PN結(jié)的形成過程，PN結(jié)的單向?qū)щ娦噪y點：PN結(jié)的形成過程在信息技術(shù)中，信息往往要以電和光形態(tài)的信號為載體，各種信號的產(chǎn)生和變換處理主要是由電子電路來實現(xiàn)的，半導體器件則是構(gòu)成電子電路的核心。半導體器件主要由硅元素等半導體材料制造而成。3.1半導體的基本知識

3.1.1

半導體材料

3.1.2

半導體的共價鍵結(jié)構(gòu)

3.1.3

本征半導體、空穴及其導電作用

3.1.4

雜質(zhì)半導體

3.1.1半導體材料根據(jù)物體導電能力(電阻率)的不同，來劃分導體、絕緣體和半導體。半導體分類：①元素半導體：硅Si和鍺Ge②化合物半導體：砷化鎵GaAs等

（半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間）半導體特點：①受外界光和熱的激勵時，導電能力發(fā)生顯著變化；②在純凈的半導體中加入微量雜質(zhì)，導電能力顯著增加。原因是？首先必須了解半導體的結(jié)構(gòu)一、本征半導體導電性介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。本征半導體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導體。1、什么是半導體？什么是本征半導體？導體－－鐵、鋁、銅等金屬元素等低價元素，其最外層電子在外電場作用下很容易產(chǎn)生定向移動，形成電流。絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強，只有在外電場強到一定程度時才可能導電。半導體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導體與絕緣體之間。無雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡化模型化學成分純凈的半導體，純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。正離子核共價鍵中的兩個電子+4SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi共價鍵四價硅原子本征半導體價電子硅單晶中的共價健結(jié)構(gòu)價電子硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡化模型半導體獲得能量（受到溫度升高或光照的激發(fā)）時，具有足夠能量的外層價電子掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子（帶負電）?？昭⊿iSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi正離子核自由電子產(chǎn)生自由電子的同時，其原來共價鍵中出現(xiàn)的一個空位。（帶正電）空穴這一現(xiàn)象稱為熱激發(fā)或本征激發(fā)。溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。

自由電子與空穴相碰同時消失，稱為復合。一定溫度下，自由電子與空穴對的濃度一定；溫度升高，熱運動加劇，掙脫共價鍵的電子增多，自由電子與空穴對的濃度加大。兩種載流子

外加電場時，帶負電的自由電子和帶正電的空穴均參與導電，且運動方向相反。由于載流子數(shù)目很少，故導電性很差。為什么要將半導體變成導電性很差的本征半導體？本征半導體中的兩種載流子運載電荷的粒子稱為載流子。溫度升高，熱運動加劇，載流子濃度增大，導電性增強。熱力學溫度0K時不導電。

3.1.3本征半導體、空穴及其導電作用本征半導體——化學成分純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導體晶體。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)?？昭ā矁r鍵中的空位。自由電子——帶負電荷?？昭ǖ囊苿印昭ǖ倪\動是靠相鄰共價鍵中的價電子依次填充空穴來實現(xiàn)的?？昭ǎ娮訉Φ漠a(chǎn)生：由于隨機熱振動致使共價鍵被打破，產(chǎn)生自由電子－空穴對?？昭ā獛д姾?。載流子——自由電子或空穴的移動，電荷的移動，實現(xiàn)導電，稱載流子。電子和空穴是兩種不同的載流子。

3.1.3本征半導體、空穴及其導電作用本征半導體中空穴的數(shù)目與電子的數(shù)目一樣多——濃度一樣在室溫下，3.45×1012個原子中只有一個價電子打破共價鍵的束縛，成為自由電子。說明本征半導體的導電性能極差由于隨機熱振動致使共價鍵被打破，產(chǎn)生自由電子－空穴對。自由電子－空穴對的濃度與溫度的關(guān)系？

當半導體兩端加上外電壓時，在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流：

(1)自由電子作定向運動

電子電流

(2)價電子遞補空穴,空穴不斷被價電子填補空穴電流

自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時，又不斷復合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡，半導體中載流子便維持一定的數(shù)目。本征半導體的導電特性(1)常溫下，本征半導體中載流子數(shù)目極少,其導電性能很差；注意(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導體的導電性能也就愈好。所以溫度對半導體器件性能影響很大。本征半導體特點：1）含有兩種載流子——帶負電的電子、帶正電的空穴；2）載流子的數(shù)量少且成對出現(xiàn)，稱為電子空穴對；

3.1.4雜質(zhì)半導體

在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導體稱為雜質(zhì)半導體。

（電子）N型半導體——摻入五價雜質(zhì)元素（如磷）的半導體。

（空穴）P型半導體——摻入三價雜質(zhì)元素（如硼）的半導體。

Si

Si

Si

Si3.1.4雜質(zhì)半導體在本征半導體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,使導電性能發(fā)生顯著變化，形成雜質(zhì)半導體。p+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€電子變?yōu)檎x子

摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導電成為這種半導體的主要導電方式，稱為電子半導體或N型半導體。摻入五價元素在N

型半導體中，自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。N型半導體磷（P）

雜質(zhì)半導體主要靠多數(shù)載流子導電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導電性越強，實現(xiàn)導電性可控。多數(shù)載流子空穴比未加雜質(zhì)時的數(shù)目多了？少了？為什么？

3.1.4雜質(zhì)半導體少了。因為那些準自由電子，在運動的過程中，復合的幾率就會加大，這時候，自由電子的數(shù)目增加了，空穴比同樣的那一塊本征半導體，它的空穴更少了

1.N型半導體

3.1.4雜質(zhì)半導體因五價雜質(zhì)原子中只有四個價電子能與周圍四個半導體原子中的價電子形成共價鍵，而多余的一個價電子因無共價鍵束縛而很容易形成自由電子。在N型半導體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。提供自由電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。P型半導體硼（B）多數(shù)載流子

P型半導體主要靠空穴導電，摻入雜質(zhì)越多，空穴濃度越高，導電性越強，

在雜質(zhì)半導體中，溫度變化時，載流子的數(shù)目變化嗎？少子與多子變化的數(shù)目相同嗎？少子與多子濃度的變化相同嗎？溫度增大時，熱運動加劇，價電子能量增大，因此有比較多的價電子掙脫共價鍵的束縛變成自由的。

少數(shù)載流子和多數(shù)載流子數(shù)目的變化是相同的。有一個掙脫變成變成自由的，肯定留一個空穴下來。少數(shù)載流子是影響半導體器件溫度穩(wěn)定性的主要因素。原因就是，溫度變化時，它的相對變化非常大。這將影響半導體器件本身的性能。

濃度變化不同。假如，多數(shù)載流子增加了兩個，少數(shù)載流子也增加了兩個?？赡芏鄶?shù)增加的是千分之一，少數(shù)載流子增加的是百分之一，少數(shù)載流子別看他少，它是影響半導體器件溫度穩(wěn)定性的主要因素。原因就是，溫度變化時，它的相對變化非常大。這將影響半導體器件本身的性能。

2.P型半導體

3.1.4雜質(zhì)半導體因三價雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價鍵時，缺少一個價電子而在共價鍵中留下一個空穴。在P型半導體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成?？昭ê苋菀追@電子，使雜質(zhì)原子成為負離子。三價雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。

3.雜質(zhì)對半導體導電性的影響

3.1.4雜質(zhì)半導體摻入雜質(zhì)對本征半導體的導電性有很大的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下:

T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm31本征硅的原子濃度:3以上三個濃度基本上依次相差約106/cm3

。

2摻雜后N型半導體中的自由電子濃度:

n=5×1016/cm3

4.96×1022/cm3

本征半導體、雜質(zhì)半導體

本節(jié)中的有關(guān)概念自由電子、空穴

N型半導體、P型半導體多數(shù)載流子、少數(shù)載流子施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)3.2PN結(jié)的形成及特性

3.2.2

PN結(jié)的形成

3.2.3

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

3.2.4

PN結(jié)的反向擊穿

3.2.5

PN結(jié)的電容效應(yīng)

3.2.1

載流子的漂移與擴散PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?/p>

物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運動稱為擴散運動。氣體、液體、固體均有之。擴散運動P區(qū)空穴濃度遠高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠高于P區(qū)。擴散運動使靠近接觸面P區(qū)的空穴濃度降低、靠近接觸面N區(qū)的自由電子濃度降低，產(chǎn)生內(nèi)電場。由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為擴散運動。P型N型擴散運動多子濃度差少子漂移運動擴散運動空間電荷區(qū)（稱為PN結(jié)）的寬度就固定下來。漂移運動動態(tài)平衡內(nèi)電場空間電荷區(qū)/耗盡層

阻擋層PN結(jié)的形成

因電場作用所產(chǎn)生的載流子的運動稱為漂移運動。

參與擴散運動和漂移運動的載流子數(shù)目相同，達到動態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。漂移運動

由于擴散運動使P區(qū)與N區(qū)的交界面缺少多數(shù)載流子，形成內(nèi)電場，從而阻止擴散運動的進行。內(nèi)電場使空穴從N區(qū)向P區(qū)、自由電子從P區(qū)向N區(qū)運動。在一塊本征半導體兩側(cè)通過擴散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導體和P型半導體。此時將在N型半導體和P型半導體的結(jié)合面上形成如下物理過程:因濃度差

空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場

內(nèi)電場促使少子漂移

內(nèi)電場阻止多子擴散

最后,多子的擴散和少子的漂移達到動態(tài)平衡。多子的擴散運動

由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)

結(jié)果：對于P型半導體和N型半導體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于多數(shù)載流子被復合掉了，或者說耗盡了，所以也稱耗盡區(qū)。同時，由于空間電荷區(qū)的存在，存在一個從N區(qū)指向P區(qū)的電位差，電子從N區(qū)到P區(qū)必須越過一個能量高坡，所以也成為勢壘區(qū)。

2.

PN結(jié)的單向?qū)щ娦援斖饧与妷菏筆N結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡稱反偏。

(1)PN結(jié)加正向電壓時（如圖）PN結(jié)加正向電壓時的導電情況外電場與內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場，使空間電荷區(qū)變薄形成低電阻產(chǎn)生大的正向擴散電流（正向特性）因此，有利于多子的擴散，不利于少子的漂移，結(jié)果：

2.

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

(2)PN結(jié)加反向電壓時PN結(jié)的反向伏安特性

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個電流也稱為反向飽和電流。

外電場增強了內(nèi)電場，使空間電荷區(qū)變寬，不利于多子的擴散，有利于少子的漂移，結(jié)果：

形成高電阻但由于少子很少，因此只有很小的反向漂移電流PN結(jié)加正向電壓導通：耗盡層變窄，擴散運動加劇，由于外電源的作用，形成擴散電流，PN結(jié)處于導通狀態(tài)。PN結(jié)加反向電壓截止：耗盡層變寬，阻止擴散運動，有利于漂移運動，形成漂移電流。由于電流很小，故可近似認為其截止。PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴散電流；

PN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。

由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。反向特?/p>

PN結(jié)的伏安關(guān)系是非線性的，工程上用伏安特性描述

正向特性死區(qū)正向?qū)ㄕ驂航祿舸┨匦苑蔡匦裕妷号c電流的關(guān)系）UB反向擊穿電壓

3.2.3PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

(3)PN結(jié)V-I特性表達式其中PN結(jié)的伏安特性IS——反向飽和電流VT

——溫度的電壓當量且在常溫下（T=300K）材料開啟電壓導通電壓反向飽和電流硅Si0.5V0.5~0.8V1μA以下鍺Ge0.1V0.1~0.3V幾十μA開啟電壓反向飽和電流擊穿電壓溫度的電壓當量PN結(jié)的電流與其端電壓的關(guān)系稱為伏安特性。從二極管的伏安特性可以反映出：

1.單向?qū)щ娦?.

伏安特性受溫度影響T（℃）↑→在電流不變情況下管壓降u↓→反向飽和電流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移正向特性為指數(shù)曲線反向特性為橫軸的平行線增大1倍/10℃

3.2.4PN結(jié)的反向擊穿當PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時，反向電流突然快速增加，此現(xiàn)象稱為PN結(jié)的反向擊穿。熱擊穿——不可逆

雪崩擊穿

齊納擊穿

電擊穿——可逆反向擊穿

1.在反向電場力作用下高速運動的電子直接撞擊出共價鍵中的電子（稱為雪崩擊穿）。當PN結(jié)反向擊穿后，若減小反向電壓后PN結(jié)還具有原來的單向?qū)щ姷忍匦裕瑒t稱這種擊穿為電擊穿；若PN結(jié)反向擊穿后，減小電壓后PN結(jié)已經(jīng)不具有原來的單向?qū)щ姷忍匦?，則稱這種擊穿為熱擊穿（又稱為器件被燒壞）。2.強大的電場力直接將電子拉出共價鍵（稱齊納擊穿）。PN結(jié)反向擊穿機理主要是兩類：

不管PN結(jié)加正向或反向電壓，當PN結(jié)上所加的外部電壓變化時動態(tài)發(fā)生變化，而且聚結(jié)在PN結(jié)附近的多數(shù)載流子（自由電子和空穴）的濃度分布也會發(fā)生變化，這就猶如對電容的充放電效應(yīng)一樣，所以把PN結(jié)的這種性能稱為電容效應(yīng)。如果把這種效應(yīng)有意擴大，可以制成“變?nèi)荻O管”，其PN結(jié)的空間電荷區(qū)的正負電荷量隨電壓發(fā)生變化，實際上是一種電壓控制的電容器，在通信和無線電中應(yīng)用較多。

PN結(jié)的的電容效應(yīng)PN結(jié)的的電容效應(yīng)PN結(jié)具有一定的電容效應(yīng)，它由兩方面的因素決定。

一是勢壘電容CB

(反偏)二是擴散電容CD(正偏)

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)(1)擴散電容CD擴散電容示意圖當PN結(jié)處于正向偏置時，擴散運動使多數(shù)載流子穿過PN結(jié)，在對方區(qū)域PN結(jié)附近有高于正常情況時的電荷累積。存儲電荷量的大小，取決于PN結(jié)上所加正向電壓值的大小。離結(jié)越遠，由于空穴與電子的復合，濃度將隨之減小。形成一定的多子濃度梯度分布曲線若外加正向電壓有一增量

V，則相應(yīng)的空穴（電子）擴散運動在結(jié)的附近產(chǎn)生一電荷增量Q，二者之比Q/V為擴散電容CD。

擴散電容是由多子擴散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。因PN結(jié)正偏時，由N區(qū)擴散到P區(qū)的電子，與外電源提供的空穴相復合，形成正向電流。剛擴散過來的電子就堆積在P區(qū)內(nèi)緊靠PN結(jié)的附近，形成一定的多子濃度梯度分布曲線。反之，由P區(qū)擴散到N區(qū)的空穴，在N區(qū)內(nèi)也形成類似的濃度梯度分布曲線。

當外加正向電壓不同時，擴散電流即外電路電流的大小也就不同。所以PN結(jié)兩側(cè)堆積的多子的濃度梯度分布也不同，這就相當電容的充放電過程。

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)

(2)勢壘電容CB當PN結(jié)處于反向偏置時，電場使多數(shù)載流子離開PN結(jié)，PN結(jié)變厚，有高于正常情況時的正負離子電荷。存儲正負離子電荷量的大小，取決于PN結(jié)上所加反向電壓值的大小。若外加反向電壓有一增量

V，則相應(yīng)PN結(jié)耗盡區(qū)的正負離子產(chǎn)生一電荷增量Q，二者之比Q/V為勢壘電容CB。

勢壘電容是由空間電荷區(qū)的離子薄層形成的。當外加電壓使PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時，離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當PN結(jié)中存儲的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。PN結(jié)的電容效應(yīng)1.勢壘電容

PN結(jié)外加反向電壓變化時，空間電荷區(qū)的寬度將發(fā)生變化，有電荷的積累和釋放的過程，與電容的充放電相同，其等效電容稱為勢壘電容CB。2.擴散電容

PN結(jié)外加的正向電壓變化時，在擴散路程中載流子的濃度及其梯度均有變化，也有電荷的積累和釋放的過程，其等效電容稱為擴散電容CD。結(jié)電容：

結(jié)電容不是常量！若PN結(jié)外加電壓頻率高到一定程度，則失去單向?qū)щ娦?！問題為什么將自然界導電性能中等的半導體材料制成本征半導體，導電性能極差，又將其摻雜，改善導電性能？為什么半導體器件的溫度穩(wěn)定性差？是多子還是少子是影響溫度穩(wěn)定性的主要因素？為什么半導體器件有最高工作頻率？3.3二極管

3.3.1

二極管的結(jié)構(gòu)

3.3.2

二極管的伏安特性

3.3.3

二極管的主要參數(shù)將PN結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管3.3.1二極管的結(jié)構(gòu)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、面接觸型兩大類。(1)點接觸型二極管(a)點接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。點接觸型：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。半導體二極管結(jié)構(gòu)(3)

平面型二極管往往用于集成電路制造藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2)

面接觸型二極管

PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。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。半導體二極管的型號國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下：(4)

二極管的代表符號其中：PN結(jié)的伏安特性IS

——反向飽和電流VT——溫度的電壓當量且在常溫下（T=300K）二極管的伏安特性曲線可用下式表示Current-VoltageRelationship二極管的伏安特性二極管的伏安特性硅二極管2CP10的V-I特性鍺二極管2AP15的V-I特性正向特性反向特性反向擊穿特性實際二極管器件的幾個典型值：門坎電壓（死區(qū)電壓）：硅管0.5V左右、鍺管0.1V左右導通壓降：硅管0.7V左右、鍺管0.2V左右反向飽和電流：硅管幾十uA、鍺管幾百uA(1)正向特性硅二極管的死區(qū)電壓Vth=0.5V左右，

鍺二極管的死區(qū)電壓Vth=0.1V左右。

當0＜V＜Vth時，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。

當V＞0即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：

當V＞Vth時，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。(2)反向特性當V＜0時，即處于反向特性區(qū)域。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。二極管的伏安特性

當PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時，反向電流突然快速增加，此現(xiàn)象稱為PN結(jié)的反向擊穿。熱擊穿——不可逆

雪崩擊穿

齊納擊穿

電擊穿——可逆

在反向區(qū)，硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。

硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很??；鍺二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。

3.3.3半導體二極管的參數(shù)

半導體二極管的參數(shù)包括最大整流電流IF、反向擊穿電壓VBR、最大反向工作電壓VRM、反向電流IR、最高工作頻率fmax和結(jié)電容Cd等。幾個主要的參數(shù)介紹如下：

(1)最大整流電流IF——二極管長期連續(xù)工作時，允許通過二極管的最大整流電流的平均值。(2)

反向擊穿電壓VBR——和最大反向工作電壓VRM(最大瞬時值)

二極管反向電流急劇增加時對應(yīng)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)反向電流IR——描述二極管單向?qū)щ娦詮娙醯囊粋€參數(shù)

(4)正向壓降VF在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下，一般是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(nA)級；鍺二極管在微安(

A)級。管子未擊穿時的反向電流，其值越小，管子單向?qū)щ娦栽胶迷谝?guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流水平下，約0.6～0.8V；鍺二極管約0.2～0.3V。二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)最大反向工作電壓VRM(3)反向飽和電流IRIFVRMIR以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護等等。下面介紹兩個交流參數(shù)。

(4)正向壓降VF（4）微變電阻rd(或稱動態(tài)電阻)iDuDIDUDQ

iD

uDrD

是二極管特性曲線上工作點Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rd是對Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。反映了二極管正向特性曲線斜率的倒數(shù)。顯然，rd與工作電流的大小有關(guān)，Q越高，電流越大，rd越小PN結(jié)高頻小信號時的等效電路：勢壘電容和擴散電容的綜合效應(yīng)rd最高工作頻率fM：由于極間電容的存在，使得二極管有最高工作頻率的限制。在高頻和開關(guān)運用時，必須考慮極間電容的影響半導體二極管的溫度特性

溫度對二極管的性能有較大的影響，溫度升高時，反向電流將呈指數(shù)規(guī)律增加，如硅二極管溫度每增加8℃，反向電流將約增加一倍；鍺二極管溫度每增加12℃，反向電流大約增加一倍。

另外，溫度升高時，二極管的正向壓降將減小，每增加1℃，正向壓降VF(VD)大約減小2mV，即具有負的溫度系數(shù)。這些可以從圖所示二極管的伏安特性曲線上看出。溫度對二極管伏安特性曲線的影響3.4

二極管的基本電路及其分析方法

3.4.1簡單二極管電路的圖解分析方法

3.4.2

二極管電路的簡化模型分析方法3.4.1簡單二極管電路的圖解分析方法二極管是一種非線性器件，因而其電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對來說比較復雜。而圖解分析法則較簡單，但前提條件是已知二極管的V-I特性曲線，且二極管電路簡單。例3.4.1電路如圖所示，已知二極管的V-I特性曲線、電源VDD和電阻R，求二極管兩端電壓vD和流過二極管的電流iD

。解：由電路的KVL方程，可得即是一條斜率為-1/R的直線，稱為負載線

交點Q的坐標值（VD，ID）即為所求。Q點稱為電路的工作點

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模將指數(shù)模型分段線性化，得到二極管特性的等效模型。（1）理想模型（a）V-I特性（b）代表符號（c）正向偏置時的電路模型（d）反向偏置時的電路模型正偏時管壓降為0，反偏時，電阻無窮大，反向電流為0

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（2）恒壓降模型（a）V-I特性（b）電路模型（3）折線模型（a）V-I特性（b）電路模型0.7V0.5V0.7V0.5V二極管導通后，管壓降認為是恒定的，硅管典型值為0.7V。（當二極管電流iD近似等于或大于1mA時)認為二極管導通時的管壓降不恒定，隨著二極管電流的增加而增加，用一個電池和一個電阻rD來近似。這個電池選定為二極管門坎電壓Vth(硅管約為0.5V)

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（4）小信號模型vs

=0時,對直流Q點(VD,ID)稱為靜態(tài)工作點(圖解法)，反映直流時的工作狀態(tài)。也稱靜態(tài)對小信號：vs

=Vmsin

t

時（Vm<<VDD）,將Q點附近小范圍內(nèi)的V-I特性線性化，得到小信號模型，即以Q點為切點的一條直線。串接一交流信號源vS負載線工作點將在Q’和Q”之間移動，產(chǎn)生二極管電流電壓的微變化量

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（4）小信號模型過Q點的切線可以等效成對小信號的一個微變電阻（Q點處斜率的倒數(shù)）即根據(jù)得Q點處的微變電導則常溫下（T=300K）（a）V-I特性（b）電路模型條件：Q點處vD>>VT=26mV

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（4）小信號模型特別注意：人為把直流信號和交流小信號分開，分別來考慮。小信號模型中的微變電阻rd與靜態(tài)工作點Q有關(guān)。Q點越高，rd越小。該模型用于二極管處于正向偏置條件下，且vD>>VT

。（a）V-I特性（b）電路模型二極管的模型

1.理想模型3.折線模型

2.恒壓降模型特點：死區(qū)電壓=0

正向?qū)▔航?0

反向飽和電流=0特點：正向?qū)▔航?/p>

=0.7V或0.3V

反向飽和電流=0特點：正向?qū)▔航?/p>

=死區(qū)電壓

=0.5V或0.2V

反向飽和電流=0

2.4.1二極管V-I特性的建模

1.理想模型3.折線模型

2.恒壓降模型條件：電源電壓遠大于管壓降。條件：iD≥1mA。條件：同2。Vth=0.5V

rD=(0.7-0.5)V/1mA=200Ω

3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法2．模型分析法應(yīng)用舉例（1）整流電路（a）電路圖（b）vs和vO的波形vs為正弦波，利用二極管理想模型，畫出vo波形Vs正半周，二極管正偏，根據(jù)理想模型，二極管導通，vo=vsVs負半周，二極管反偏，二極管截止，vo=0半波整流2．模型分析法應(yīng)用舉例（2）靜態(tài)工作情況分析①選理想模型（R=10k

），求電路ID,VD當VDD=10V時，②選恒壓模型（硅二極管典型值）③選折線模型（硅二極管典型值）設(shè)當VDD=1V時，（自看）（a）簡單二極管電路（b）習慣畫法該例表明：在電源電壓遠大于二極管管壓降的情況下，恒壓降模型能得到較合理的結(jié)果，但當電源電壓較低時，折線模型能提供較合理的結(jié)果。------選擇器件合適的模型2．模型分析法應(yīng)用舉例（3）限幅電路書P80例3.4.4電路如圖，R=1kΩ，VREF=3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解，當vI=6sin

tV時，繪出相應(yīng)的輸出電壓vO的波形。2．模型分析法應(yīng)用舉例（4）開關(guān)電路電路如圖所示，求AO的電壓值解：先斷開D，以O(shè)為基準電位，即O點為0V。則接D陽極的電位為-6V，接陰極的電位為-12V。陽極電位高于陰極電位，D接入時正向?qū)?。導通后，D的壓降等于零，即A點的電位就是D陽極的電位。所以，AO的電壓值為-6V。2．模型分析法應(yīng)用舉例（5）低電壓穩(wěn)壓電路+-當輸入電壓波動時，產(chǎn)生一個變化量△VDD,相當于一個交流小信號vs，二極管上的電流變化△iD很大，電壓降變化△vD=rdvs/(R+rd)很小，即vD基本不變，vo=vD≈VD(硅管約為0.7V)微變電阻rd越小，穩(wěn)壓特性越好2．模型分析法應(yīng)用舉例（6）小信號工作情況分析圖示電路中，VDD=5V，R=5k

，恒壓降模型的VD=0.7V，vs=0.1sinwtV。（1）求輸出電壓vO的交流量和總量；（2）繪出vO的波形。2．模型分析法應(yīng)用舉例（6）小信號工作情況分析圖示電路中，VDD=5V，R=5k

，恒壓降模型的VD=0.7V，vs=0.1sinwtV。（1）求輸出電壓vO的交流量和總量；（2）繪出vO的波形。直流通路、交流通路、靜態(tài)、動態(tài)等概念，在放大電路的分析中非常重要。二極管電路分析含二極管電路的分析方法確定二極管的工作狀態(tài)

根據(jù)工作狀態(tài)用不同的模型代替二極管在等效后的線性電路中作相應(yīng)的分析若二極管工作在截止狀態(tài)則可等效為斷開的開關(guān)若二極管工作在導通狀態(tài)則可等效為導通的開關(guān)UONID或電壓為UON的電壓源定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導通截止(1)若二極管是理想的，正向?qū)〞r正向管壓降為零，反向截止時二極管相當于斷開。分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓uD的正負。若V陽

>V陰或uD為正(正向偏置)，二極管導通;若V陽

<V陰或uD為負(反向偏置)，二極管截止。如何判斷二極管的工作狀態(tài)？

(2)若考慮導通壓降，判斷二極管導通還是截止的方法是

將二極管兩端斷開，求余下電路對二極管兩端的開路電壓UAK。若UAK

>

UON硅管:0.6~0.8V鍺管:0.2~0.3V若UAK<UONUON

-------二極管的導通壓降若二極管近似為理想開關(guān)時，UON

=0二極管導通二極管截止電路如圖，求：UAB若考慮管壓降，

UAB低于－6V一個管壓降，為－6.3Ｖ或－6.7V例：

取

B點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。

二極管起鉗位作用D6V12V3k

BAUAB+–下一節(jié)上一頁下一頁返回上一節(jié)V陽

=－6VV陰

=－12VV陽>V陰二極管導通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=－6V兩個二極管的陰極接在一起取

B點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。V1陽

=－6V，V2陽=0V，V1陰

=V2陰=－12VUD1=6V，UD2=12V

∵

UD2>UD1

∴D2優(yōu)先導通，鉗位，使

D1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB

=0V例:流過

D2

的電流為求：UABD2起鉗位作用，D1起隔離作用。BD16V12V3k

AD2UAB+–下一節(jié)上一頁下一頁返回上一節(jié)85壓差大的二極管先導通。VA>VB,DA優(yōu)先導通，

使VY=3V。VB<VY，DB截止，

將VB與VY隔離。二極管的箝位和隔離作用

例：圖示電路中，輸入端VA=+3V,VB=0V，試求輸出端Y的電位VY。設(shè)DA、DB，為理想二極管。解：VYAB-12V0V+3VDARDBDA

起箝位作用。DB

起隔離作用。ui>8V，二極管導通，可看作短路

uo=8V

ui<8V，二極管截止，可看作開路

uo=ui已知：

二極管是理想的，試畫出uo

波形。8V例：ui18V參考點二極管陰極電位為

8VD8VRuoui++––下一節(jié)上一頁下一頁返回上一節(jié)

二極管起限幅作用87例題

為防止信號幅度超過所允許的值，常采用二極管的單向?qū)ㄐ赃M行限幅處理。雙向限幅電路如圖，輸入為正弦波，US1>0,US2<0。試畫出輸入-輸出信號波形和電路的傳輸特性。（a）雙向限幅電路圖（b）輸入信號波形圖當ui

處于負半周時，D1由于加反向電壓而始終截止。在ui

>

US2時，D2也截止，此時兩二極管支路斷開，uo=ui

；而在ui

<

US2時，D2就導通，輸出被限幅在uo

=US2。解：當ui

處于正半周時，D2由于加反向電壓而始終截止。在ui

<US1時，D1也截止，此時兩二極管支路斷開，uo=ui

；而在ui

>US1時，D1就導通，輸出被限幅在uo

=US1；US1>0,US2<0

對上述輸入—輸出關(guān)系用分區(qū)域?qū)?yīng)的函數(shù)關(guān)系表示，稱為電路的電壓傳輸特性。傳輸特性關(guān)系式電壓傳輸特性圖判別二極管是導通還是截止。習題3.4.6+9V-+1V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止-9V+-1V+

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止解：+18V-+2V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-導通二極管電路分析舉例例1：圖示電路中，分析當UA與UB分別為0與3V的不同組合時，二極管D1、D2的狀態(tài)，并求U0的值。解：（1）當UA=UB=0時設(shè)D1、D2截止，則等效電路為UAUBD1D2U0R5V由電路，有UD1=0-（-5）=5>0UD2=0-（-5）=5>0則D1、D2處于導通狀態(tài)，電路可等效為所以，U0=0D1D2U0R5VUD1UD2D1D2U0R5V二極管電路分析舉例（2）當UA=UB=3V時設(shè)D1、D2截止，則等效電路為由電路，有UD1=3-（-5）=8>0UD2=3-（-5）=8>0則D1、D2處于導通狀態(tài)，電路可等效為所以，U0=3VUD1UD2D1D2U0R5V3V3VD1D2U0R5V3V3V二極管電路分析舉例（5）（3）當UA=3V，UB=0時設(shè)D1、D2截止，則等效電路為由電路，有UD1=3-（-5）=8>0UD2=0-（-5）=5>0UD1UD2D1D2U0R5V3VD1D2U0R5V3V出現(xiàn)矛盾！即D1、D2不可能同時導通??！規(guī)定：承受正偏壓大的二極管優(yōu)先導通。二極管電路分析舉例則D2處于截止狀態(tài)，最終電路如上圖所示：所以，U0=3VD1D2U0R5V3V則等效電路為：由電路，有UD2=0-3=-3<0（4）當UA=0，UB=3V時所以，U0=3V同理可得：D1截止，D2導通。D1D2U0R5V3V二極管電路分析舉例ui二極管箝位電路

鉗位電路是一種能改變信號的直流電壓成分的電路，下圖是一個簡單的二級管箝位電路的例子。uc=2.5Vuo設(shè)輸入信號ui為幅度+2.5V的方波信號，ui2.5V-2.5V當ui<0時，D導通，回路中的電流iD對電容C充電，由于rd較小，充電時間常數(shù)=C

rd很小，充電迅速，使:uc=ui=2.5V，uo=ui

–uc=ui–2.5V=0而當ui>0時，D截止，iD=0，回路無法放電，使電容C的電壓保持uc=ui=2.5V，而輸出電壓：uo=ui+uc=ui+2.5V=5VVo5V限幅電路VRVmvit0Vi>VR時，二極管導通，vo=vi。Vi<VR時，二極管截止，vo=VR。例：理想二極管電路中

vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。解：例：實際模型求(1).vI=0V,vI=4V,vI=6V時，輸出v0的值。(2).Vi=6sinωtV時，輸出v0的波形。解：(1).

vI=4V時，D導通。vI=0V時，D截止。v0=vI

vI=6V時，D導通。(2).Vi=6sinωtV（理想模型）

3Vvit06V

折線模型例：理想二極管電路中vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。V1vit0VmV2Vi>V1時，D1導通、D2截止，Vo=V1。Vi<V2時，D2導通、D1截止，Vo=V2。V2<Vi<V1時，D1、D2均截止，Vo=Vi。例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。

解：①VI<25V，D1、D2均截止。②VI>25V

，D1導通，D2截止。③VI>137.5V，D1、D2均導通。VO=25VVO=100VVI25V75V100V25V50V100V125VVO50V75V150V0137.5例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。當VI<0時D1導通D2截止當VI>0時D1截止D2導通0VIVO-5V+5V+5V-5V+2.5V-2.5V已知二極管D的正向?qū)ü軌航礦D=0.6V，C為隔直電容，vi(t)為小信號交流信號源。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。求在室溫300K時，D的小信號交流等效電阻r交。CR1KE1.5V+VD－+vi(t)－解：例：例：

二極管限幅電路:已知電路的輸入波形為vi,二極管的VD

為0.6伏，試畫出其輸出波形。解：Vi>3.6V時，二極管導通，vo=3.6V。Vi<3.6V時，二極管截止，vo=Vi。3.5特殊二極管

3.5.1

齊納二極管(穩(wěn)壓二極管)

3.5.2

變?nèi)荻O管

3.5.3

肖特基二極管

3.5.4

光電子器件

在穩(wěn)壓管剛擊穿時，電流變化，其兩端電壓易于變化；當電流增大到工作電流IZ后，電流很大的變化，其兩端電壓幾乎不變，保持在穩(wěn)定電壓UZ附近。工作在反向擊穿區(qū)的硅二極管穩(wěn)定電壓UZ工作電流_+穩(wěn)壓管符號中折角表示穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)。它工作時是在陰極接高電壓，陽極接低電壓。3.5.1、穩(wěn)壓二極管（齊納二極管）（雜質(zhì)濃度高）3.5

特殊二極管原理符號特性如果將穩(wěn)壓二極管還是正向偏置，則可當成一普通二極管用穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。UZIZIZM

UZ

IZ

伏安特性使用時要加限流電阻UIO進入擊穿后，電流急速增長時電壓幾乎不再增加，近似為理想電壓源特性3.5.1

齊納二極管（雜質(zhì)濃度高）1.符號及穩(wěn)壓特性利用二極管反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時工作在反向電擊穿狀態(tài)。VZ表示反向擊穿電壓，也即穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓管的作用：電流增量很大，只引起很小的電壓變化。曲線越陡，動態(tài)電阻rz越小，穩(wěn)壓性越好Iz(min)和Iz(max)為穩(wěn)壓管工作在正常狀態(tài)的最小和最大工作電流。一般穩(wěn)壓值Vz較大時，可忽略rz，Vz為恒定值(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動態(tài)電阻rZ——描述了和縱軸的平行程度在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應(yīng)的反向工作電壓。rZ=

VZ/

IZ(4)最大耗散功率

PZM(3)最大穩(wěn)定工作電流

IZmax

和最小穩(wěn)定工作電流IZmin(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——

VZ2.穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)3.5.1

齊納二極管穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定工作電流取決于最大耗散功率，即PZmax

=VZIZmax

。而Izmin對應(yīng)于VZmin。若IZ＜Izmin，則不能起穩(wěn)壓作用。(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——

VZ

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中當

VZ

＞7V時，VZ具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。當

VZ

＜4V時，VZ具有負溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。當4V＜

VZ

＜7V時，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標準穩(wěn)壓管使用。環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分數(shù)。

穩(wěn)壓二極管在工作時應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用一是起限流作用，以保護穩(wěn)壓管；其次是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓電路正常穩(wěn)壓時VO=VZ并聯(lián)式穩(wěn)壓電路：負載RL與穩(wěn)壓管兩端并聯(lián)R為限流電阻，使電路有一個合適的工作狀態(tài)，并限定電路的工作電流（IZ(min)<IZ<IZ(max)）穩(wěn)壓過程：實質(zhì)是利用穩(wěn)壓管端電壓較小的變化引起電流的很大變化，從而通過電阻上電壓的調(diào)整作用來實現(xiàn)VI是待穩(wěn)定的電壓,DZ為穩(wěn)壓管，RLIoIRVoIZIRVo書例題3.5.1、3.5.2自己看穩(wěn)壓二極管---穩(wěn)壓電路分析正常穩(wěn)壓時VO=VZIZmin

≤IZ≤IZmax#不加R可以嗎？#上述電路VI為正弦波，且幅值大于VZ

，VO的波形是怎樣的？#

穩(wěn)壓條件是什么？例

穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓UZ=5V，正向壓降忽略不計。當輸入電壓Ui

分別為直流10V、3V、-5V時，求輸出電壓UO；若ui

=10sinωtV，試畫出uo

的波形。ui10VDZRuoui++––解：Ui

=10V：DZ工作在反向擊穿區(qū)，穩(wěn)壓，UO=UZ=5VUi

=3V：DZ反向截止，UO=Ui=3VUi

=-5V：DZ工作在正向?qū)顟B(tài)，UO=0Vui

=10sinωtV：ui正半周，當ui

>UZ，DZ反向擊穿，uO=5V當ui

<UZ，DZ反向截止，uO=uiui負半周，DZ正向?qū)?，uO=0V5V上一頁下一頁返回下一節(jié)上一節(jié)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路解：電阻R兩端電壓為U-UZ，流過的電流為IR，所以有：根據(jù)KCL有：例題圖示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，Ui=8V,UZ=5V,IZ=5mA,PZM=1W,流過負載電阻RL的電流IL在100mA到10mA之間時，試選R使電路能正常工作。限流電阻R的選取，必須保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)。R太大可能使得穩(wěn)壓管工作電流IW太小，無法使穩(wěn)壓管反向擊穿，R太大可能使IW太大，燒毀穩(wěn)壓管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路IR必須滿足電阻Ｒ的范圍是：IL最小時，應(yīng)使流過穩(wěn)壓管的電流IL最大時，應(yīng)使流過穩(wěn)壓管的電流?。簎oiZDZRiLiuiRL已知穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax

。求：電阻R和輸入電壓ui

的正常值。——方程1要求當輸入電壓由正常值發(fā)生

20%波動時，負載電壓不變。穩(wěn)壓二極管電路分析舉例令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin

?！匠?uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程1、2，可解得：穩(wěn)壓二極管電路分析舉例練習：有兩個穩(wěn)壓管DZ1和DZ2，其穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V，正向壓降都是0.5V。如果要得到0.5V，3V，6V，9V和14V幾種穩(wěn)定電壓，問這兩個穩(wěn)壓管（還有限流電阻）應(yīng)如何連接？畫出各個電路。在圖示電路中，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ＝6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin＝5mA。（1）試分析圖（a）、（b）兩電路能否穩(wěn)壓？（2）試求圖（a）、（b）兩電路中UO1和UO2的值。UO1＝6V，UO2＝5V已知圖所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝6V，最小穩(wěn)定電流IZmin＝5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax＝25mA。（1）分別計算UI為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值；（2）若UI＝35V時負載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？（1）當UI＝10V時，若UO＝UZ＝6V，穩(wěn)壓管中電流4mA,小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。

（2）當UI＝15V時，若能穩(wěn)壓，1k電阻中的電流9mA,RL中電流12mA,所以二極管截止，輸出電壓為RL和限流電阻的分壓同理，當UI＝35V時，1k電阻中的電流29mA,負載電阻中電流12mA,穩(wěn)壓管中電流大于最小穩(wěn)定電流IZmin,UO＝UZ＝6V。29mA＞IZM＝25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。UO＝5V（3）討論：解決兩個問題如何判斷二極管的工作狀態(tài)？什么情況下應(yīng)選用二極管的什么等效電路？uD=V－iRQIDUDV與uD可比，則需圖解：實測特性對V和