資源描述：
《二極管的正向電壓降.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)安徽理工大學(xué)電氣工程系主講：黃友銳第二講1.3半導(dǎo)體二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型1.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線1.3.3半導(dǎo)體二極管的參數(shù)1.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性1.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)1.3.6穩(wěn)壓二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如圖01.11所示。(1)點(diǎn)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(diǎn)接觸型圖01.11二極管的結(jié)構(gòu)示意圖(3)平面型二極管往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面
2、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。(b)面接觸型二極管符號(hào)圖01.11二極管的結(jié)構(gòu)示意圖(c)平面型1.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線式中IS為反向飽和電流，V為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q稱為溫度的電壓當(dāng)量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q為電子電荷量，T為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫（相當(dāng)T=300K），則有VT=26mV。半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線如圖01.12所示。處于第一象限的是正向伏安特性曲線，處于第三象限的是反向伏安特性曲線。根據(jù)理論推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示:(1.1)圖01.12二極管的伏安特性
3、曲線圖示(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(dāng)0＜V＜Vth時(shí)，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)V＞0即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：當(dāng)V＞Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。(2)反向特性當(dāng)V＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：當(dāng)VBR＜V＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS。當(dāng)V≥VBR時(shí)，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。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
4、電流也很小；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。從擊穿的機(jī)理上看，硅二極管若
5、VBR
6、≥7V時(shí),主要是雪崩擊穿；若
7、VBR
8、≤4V時(shí),則主要是齊納擊穿。當(dāng)在4V～7V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數(shù)點(diǎn)。1.3.3半導(dǎo)體二極管的參數(shù)半導(dǎo)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Cj等。幾個(gè)主要的參數(shù)介紹如下：(1)最大整流電流IF——二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，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二極管反向電流急劇增加
9、時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓VBR。為安全計(jì)，在實(shí)際工作時(shí)，最大反向工作電壓VRM一般只按反向擊穿電壓VBR的一半計(jì)算。(3)反向電流IR(4)正向壓降VF(5)動(dòng)態(tài)電阻rd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(jí)；鍺二極管在微安(?A)級(jí)。在規(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。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)，即rd=?VF/?IF1.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性溫度對(duì)二極管的
10、性能有較大的影響，溫度升高時(shí)，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(shí)，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(fù)的溫度系數(shù)。這些可以從圖01.13所示二極管的伏安特性曲線上看出。圖01.13溫度對(duì)二極管伏安特性曲線的影響1.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：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1.3.6穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特
11、性曲線完全一樣，穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的反向區(qū)、符號(hào)和典型應(yīng)用電路如圖01.14所示。圖01.14穩(wěn)壓二極管的伏安特性(a)符號(hào)(b)伏安特性(c)應(yīng)用電路(b)(c)(a)從穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線上可以確定穩(wěn)壓二極管的參數(shù)。(1)穩(wěn)定電壓VZ——(2)動(dòng)態(tài)電阻rZ——在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。rZ=?VZ/?IZ(3)最大耗散功率PZM——穩(wěn)壓管的最大功率損耗取
