第1章半导体二极管及其应用电路 本章重点内容 PN结及其单向导电特性 半导体二极管的伏安特性曲线 二极管在实际中的应用 1.1PN结 1.1.1本征半导体 共价键的两 个价电子 价电子 自由电子 (a)硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生 图1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图
本章重点内容 l PN结及其单向导电特性 l 半导体二极管的伏安特性曲线 l 二极管在实际中的应用 1.1 PN结 1.1.1 本征半导体 空穴 自由电子 b a c ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 共价键的两 个价电子 价电子 ＋4 （a）硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生 图 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图 第1章 半导体二极管及其应用电路
1.1.2杂质半导体 1.N型半导体 2.P型半导体 士审甲目 。④④ 图1.2N型半导体的结构
1.1.2 杂质半导体 1．N型半导体 2．P型半导体 磷原子 自由电子 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋5 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 电子一空穴对 图1.2 N型半导体的结构
空穴 O O0,e C 电子一空穴对 图1.3P型半导体的结构 3.N结的形成 P区 N区 P区1空间电荷区 GGGG团 内电场 图14PN结的形成
空穴 硼原子 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋3 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 电子一空穴对 图1.3 P型半导体的结构 3. PN结的形成 内电场 P区 N区 P区 N区 空间电荷区 图1.4 PN结的形成
4.PN结的单向导电特性 (1)PN结的正向导通特性 P 变薄 : 少数Q○A 电子 ⊙Q QQ⊕i。空 (少数) 外电场 外电场 (a)正向偏置 (b)反向偏置 图1.5PN结的导电特性 (2)PN结的反向截止特性 1.2半导体二极管 1.21半导体二极管的结构及其在电路中的符号
4． PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性 R 外电场 IR 内电场 空穴 (多数) 电子 (多数) N P 变薄 P 变 厚 N IR≈0 R 外电场 内电场 电子 (少数) 空穴 (少数) (a) 正向偏置 （b）反向偏置 图1.5 PN结的导电特性 (2) PN结的反向截止特性 1.2 半导体二极管 1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号
(阳极) 阳极引线 阴极引线 (a)结构 (b)电路符号 (c)实物外形 图1.6二极管结构、符号及外形 1.22半导体二极管的伏安特性 iv/m 锗 A 硅 B B 0.8 C 图1.7二极管伏安特性曲线
－ 外壳 (阴极) (阳极) P N 阳极引线 阴极引线 VD ＋ － (阴极) （a） 结构 （b）电路符号 （c）实物外形 图1.6 二极管结构、符号及外形 uv/ V 0 1 5 1 0 5 （μA ） iv/m A A B′ B A′ - 5 I R 0.2 0.4 0.6 0.8 C′ D′ D C - 30 -U（ BR） 锗 硅 图1.7 二极管伏安特性曲线 1.2.2 半导体二极管的伏安特性
1.正向特性 2.反向特性 3.反向击穿特性 4.温度对特性的影响 23半导体二极管的主要参数 最大整流电流 2.最大反向工作电压U 3.反向饱和电流 4.二极管的直流电阻R 5.最高工作频率f 124半导体二极管的命名及分类 .半导体二极管的命名方法
1．正向特性 2．反向特性 3．反向击穿特性 4．温度对特性的影响 1.2.3 半导体二极管的主要参数 1．最大整流电流IF 2．最大反向工作电压URM 3．反向饱和电流IR 4．二极管的直流电阻R 5．最高工作频率fM 1.2.4 半导体二极管的命名及分类 1．半导体二极管的命名方法
用数字表示规格 用数字表示序号 子母表示材科相极性 用小电仪奴曰 图1.8半导体器件的型号组成 2.半导体二极管的分类 125二极管的判别及使用注意事项 1.二极管的判别(用万用表进行检测) (1)二极管正、负极性及好坏的判断 (2)二极管好坏的判别 (3)硅二极管和锗二极管的判断 (4)普通二极管和稳压管的判别
用数字表示电极数目 用字母表示材料和极性 用字母表示类型 用数字表示序号 用数字表示规格 图1.8 半导体器件的型号组成 2．半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1．二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断 （2）二极管好坏的判别 （3）硅二极管和锗二极管的判断 （4）普通二极管和稳压管的判别
2.二极管使用注意事项 *1.3几种常用的特殊二极管 1.3.1稳压二极管 1.稳压二极管的工作特性 I/mA △Uz -IA (Imm) Alz ACAmas) (a)伏安特性 (b)符号 图19稳压二极管的特性曲线和符号
2．二极管使用注意事项 *1.3 几种常用的特殊二极管 1.3.1 稳压二极管 1．稳压二极管的工作特性 (a) 伏安特性 （b）符号 图1.9 稳压二极管的特性曲线和符号 0 IA（Izmin） IZ IA（Izmax） I／mA ΔUZ U／V B A UZ ΔIZ UB UA VD
2稳压管的主要参数 1.32发光二极管 普通发光二极管 2.红外线发光二极管 3.激光二极管 113光电二极管 1.3.4变容二极管 Cyp 000 20 (a)压控特性曲线 (b)电路符号 图1.12变容二极管的压控特性曲线和电路符号
2.稳压管的主要参数 1.3.2 发光二极管 1．普通发光二极管 2．红外线发光二极管 3．激光二极管 1.1.3 光电二极管 1.3.4 变容二极管 (a) 压控特性曲线 (b) 电路符号 图1.12 变容二极管的压控特性曲线和电路符号 80 60 40 20 CJ /p F 2 4 6 8 10 12 14 U/V 0 VD
4半导体二极管的应用 1.41整流 4,2钳位 图1.13二极管钳位电路 143限幅 (a)限幅电路 (b)波形 图1.14二极管限幅电路及波形
1.4 半导体二极管的应用 1.4.1 整流 1.4.2 钳位 1.4.3 限幅 VD U(+) A F 图1. 13 二极管钳位电路 （a）限幅电路 （b）波形 图1.14 二极管限幅电路及波形 R VD1 + uo － + ui － － Us2 + + Us1 － VD2 uo/V 10 t -10 uo/V +5 -5 t 0 0