,*,*,第,4,章 常用半导体器件,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,杨君玲 半导体二极管 稳压管,第,4,章 常用半导体器件,第,4,章 常用半导体器件,第4章 常用半导体器件,第,4,章 常用半导体器件,4.1,半导体的基础知识,4.2,半导体二极管,4.3,稳压管,4.4,半导体三极管,结束,第 4 章 常用半导体器件4.1 半导体的基础知识4,基本要求：,1.,了解半导体基本知识和,PN,结的形成及其单向导电性；,2.,理解二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数；,3.,了解硅稳压管的结构和主要参数；,4.,了解三极管的基本结构和电流放大作用，理解三极管的特性曲线及工作特点，了解三极管的主要参数。,难点：三极管的电流放大原理以及输入、输出特性；含二极管和稳压管电路分析。,重点：二极管的伏安特性；三极管的输入、输出特性及工作特点；含二极管和稳压管电路分析。,基本要求：1.了解半导体基本知识和PN结的形成及其单向导电,将,PN,结封装，引出两个电极，就构成了二极管。,点接触型：,结面积小，结电容小,故结允许的电流小,最高工作频率高,面接触型：,结面积大，结电容大,故结允许的电流大,最高工作频率低,平面型：,结面积可小、可大,小的工作频率高,大的结允许的电流大,4.2,半导体二极管,4.2.1,基本结构,将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。点接触型：面接触,4.2.2,二极管的,伏安特性,I,/mA,U,/V,0.2,0.4,25,50,5,10,15,0.01,0.02,锗管的伏安特性,0,材料,开启电压,导通电压,反向饱和电流,硅,Si,0.5V,0.50.8V,1,A,以下,锗,Ge,0.1V,0.10.3V,几十,A,60,40,20,0.02,0.04,0,0.4,0.8,25,50,I,/mA,U,/V,正向特性,硅管的伏安特性,死区电压,击穿电压,U,(BR),反向特性,P,N,+,P,N,+,导通电压,4.2.2 二极管的伏安特性 I/mAU/V0.2,从二极管的伏安特性可以反映出：,2.,伏安特性受温度影响,T,（）在电流不变情况下管压降,u,反向饱和电流,I,S,，,U,(BR),T,（）正向特性左移,，反向特性下移,1.,单向导电性,从二极管的伏安特性可以反映出：2.伏安特性受温度影响T,4.2.3,二极管的,主要参数,1.,最大整流电流,I,OM,最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管,的最大正向平均电流。,2.,反向工作峰值电压,U,RM,它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是,反向击穿,电压的一半或三分之二。,3.,最大反向峰值电流,I,RM,它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。,二极管的应用,：,整流、检波、限幅、钳位、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。,4.,最高工作频率,f,M,4.2.3 二极管的主要参数 1.最大整,4.2.4,二极管电路分析举例,定性分析：判断二极管的工作状态,导通截止,否则，正向管压降,硅,0,.60.7V,锗0,.2,0.3V,分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位,的高低或所加电压,U,D,的正负。,若,V,阳,V,阴,或,U,D,为正,(,正向偏置,),，二极管导通,若,V,阳,U,阴,二极管导通,若忽略管压降，二极管可看作短路，,U,AB,=,6V,考虑管压降，UAB低于6V一个管压降，为6.3或6,【,解,】,分析；,两个二极管的阴极接在一起,，,取,B,点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,忽略管压降，二极管可看作短路，,U,AB,=0 V,例,4.3,电路如图，求：,U,AB,D,1,承受反向电压为,6 V,流过,D,2,的电流为,在这里，,D,2,起,钳位,作用，,D,1,起隔离,作用。,B,D,1,6V,12V,3k,A,D,2,U,AB,+,U,1,阳,=,6 V,，,U,2,阳,=0 V,U,1,阴,=,U,2,阴,=,12 V,U,D1,=6V,，,U,D2,=12V,U,D2,U,D1,D,2,优先导通，,D,1,截止。,【解】分析；两个二极管的阴极接在一起，取 B 点作参考点，,【,例,4.4】,下图是二极管限幅电路，二极管,D,的正向压降可忽略不计，,u,i,=,6 sin,t,V,，,E=,3 V,，,试画出,u,o,波形。,【,解,】,在,u,i,正半周,且,u,i,E,时，,D,导通，,u,o,=,E,=3 V,；,在,u,i,正半周，但,u,i,E,及,u,i,负半周时，,D,均截止，,u,o,=,u,i,。,D,E,3V,R,u,i,u,o,+,+,t,t,u,i,/,V,u,o,/,V,6,3,3,0,0,2,2,6,【例 4.4】下图是二极管限幅电路，二极管D的正向压降可忽,讨论：,判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。,判断二极管工作状态的方法？,讨论：判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。判断二,4.3,稳压管,稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。其表示符号如下图所示。,稳压管,工作于反向击穿区。,I/,mA,U/,V,O,U,Z,I,Z,I,ZM,+,正向,+,反向,U,Z,I,Z,4.3.1,伏安特性,4.3 稳压管 稳压管是一种特殊的面接触型半导体,由于制造工艺的不同，其反向击穿电压一般比普通二极管低很多（普通二极管为数百伏，一般硅稳压管为几伏至几十伏）。,（,1,）工作在反向击穿状态，即伏安特性曲线中的第三象限。,稳压管的工作特点,:,（,2,）反向击穿是可逆的，当去掉反向电压时，稳压管恢复正常。,（,3,）反向击穿特性曲线很陡。,（,4,）稳压管在使用时要串联适当数值的限流电阻，防止造成热击穿而损坏。,含稳压管电路的分析,:,（,1,）施加正向电压，稳压管（,PN,结）处于导通状态；,（,2,）施加反向电压且小于反向击穿电压，稳压管处于截至状态；,（,3,）施加反向击穿电压，稳压管处于稳压状态。,由于制造工艺的不同，其反向击穿电压一般比普通,4.3.2,稳压管的主要参数,1.,稳定电压,U,Z,4.,稳定电流,I,Z,3.,动态电阻,r,Z,2.,电压温度系数,U,5.,最大允许耗散功率,P,ZM,【,例,4.5】,图中通过稳压管的电流,I,Z,等于多少？,R,是限流电阻，其值是否合适？,I,Z,D,Z,+20,R,=1.6 k,U,Z,=12V,I,ZM,=18 mA,I,Z,I,Z,I,ZM,，电阻值合适。,【,解,】,:,返回,4.3.2 稳压管的主要参数1.稳定电压UZ 4.稳,【,*,讨论,】,图示电路，两个稳压管,VD,Z1,和,VD,Z2,，其稳定电压分别为,6.5V,和,8.5V,，正向压降都是,0.5V,。试分析稳压管的状态并求输出电压。,（,b,）因,VD,Z1,、,VD,Z2,处于反向偏置且出输入电压大于稳压值，故均处于稳压状态。,【,解,】,（,a,）因,VD,Z2,处于正向偏置而导通，将,VD,Z1,反向偏置电压嵌位在,0.5V,，故,VD,Z1,处于截止状态。,U,O,=0.5V,U,O,=,U,VDZ1,-,U,VDZ2,=6.5,-,8.5=,-,2V,【*讨论】图示电路，两个稳压管VDZ1和VDZ2，其稳定电压,1,、理解二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数；会分析有关二极管的电路图。,2,、了解硅稳压管的结构和主要参数；,作业：,P,114,4.2 4.4 4.5 4.7,1、理解二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数；会分析有关二,