(04)半导体二极管

模拟电子技术基础上页下页返回半导体二极管1.半导体二极管的结构和类型平面型点接触型引线触丝外壳N型锗片N型硅阳极引线PN结阴极引线金锑合金底座铝合金小球模拟电子技术基础上页下页返回半导体二极管的外型和符号正极负极符号外型负极正极模拟电子技术基础上页下页返回模拟电子技术基础上页下页返回模拟电子技术基础上页下页返回模拟电子技术基础上页下页返回半导体二极管的类型(1)按使用的半导体材料不同分为(2)按结构形式不同分为硅管锗管点接触型平面型模拟电子技术基础上页下页返回2.半导体二极管的伏安特性硅管00.8反向特性正向特性击穿特性00.8反向特性锗管正向特性uDiD模拟电子技术基础上页下页返回a.近似呈现为指数曲线，即b.有死区（iD≈0的区域)(1)正向特性死区电压约为硅管0.5V锗管0.1VOiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uD模拟电子技术基础上页下页返回c.导通后（即uD大于死区电压后）管压降uD约为硅管0.6~0.8V锗管0.2~0.3V通常近似取uD硅管0.7V锗管0.2VOiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uD即uD略有升高，iD急剧增大。模拟电子技术基础上页下页返回(2)反向特性IS=硅管小于0.1微安锗管几十到几百微安OiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uDa.当时，。模拟电子技术基础上页下页返回b.当时，反向电流急剧增大，击穿的类型根据击穿可逆性分为电击穿热击穿二极管发生反向击穿。OiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uD模拟电子技术基础上页下页返回降低反向电压，二极管仍能正常工作。PN结被烧坏，造成二极管永久性的损坏。二极管发生反向击穿后，如果a.功耗PD(=|UDID|)不大b.PN结的温度小于允许的最高结温硅管150∽200oC锗管75∽100oC热击穿电击穿模拟电子技术基础上页下页返回a)齐纳击穿c.产生击穿的机理半导体的掺杂浓度高击穿电压低于4V击穿电压具有负的温度系数空间电荷层中有较强的电场电场将PN结中的价电子从共价键中激发出来击穿的机理条件击穿的特点模拟电子技术基础上页下页返回半导体的掺杂浓度低击穿电压高于6V击穿电压具有正的温度系数空间电荷区中就有较强的电场电场使PN结中的少子“碰撞电离”共价键中的价电子击穿的机理条件击穿的的特点b)雪崩击穿模拟电子技术基础上页下页返回3温度对半导体二极管特性的影响(1)当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。△uD/△T=–（2~2.5）mV/°C(2)温度升高，反向饱和电流增大。即温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。即平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。模拟电子技术基础上页下页返回4半导体二极管的主要电参数(1)额定整流电流IF(2)反向击穿电压U(BR)管子长期运行所允许通过的电流平均值。二极管能承受的最高反向电压。OiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uD模拟电子技术基础上页下页返回(4)反向电流IR(3)最高允许反向工作电压UR为了确保管子安全工作，所允许的最高反向电压。室温下加上规定的反向电压时测得的电流。OiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uDUR=（1/2~2/3）U(BR)模拟电子技术基础上页下页返回(5)正向电压降UF(6)最高工作频率fM指通过一定的直流测试电流时的管压降。fM与结电容有关，当工作频率超过fM时，二极管的单向导电性变坏。OiD正向特性击穿电压死区电压U(BR)反向特性uD模拟电子技术基础上页下页返回5二极管的几种常用的模型b.电路符号a.伏安特性(1)理想二极管–+uDiDuDiDO理想特性实际特性模拟电子技术基础上页下页返回b.电路模型a.伏安特性(2)恒压模型uDiDOuF–+uDiDuF模拟电子技术基础上页下页返回b.电路模型a.伏安特性(3)折线模型uDiDOuthrD–+uDiDuthrD模拟电子技术基础上页下页返回b.电路模型a.伏安特性(4)小信号动态模型–+udidrduDiDOUDrdIDQDDDDDDdIiUuiur动态电阻