第三讲 半导体二极管第三讲 半导体二极管一、二极管的组成二、二极管的伏安特性及电流方程三、二极管的等效电路四、二极管的主要参数五、稳压二极管一、二极管的组成将 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二、二极管的伏安特性及电流方程二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性材料 开启电压 导通电压 反向饱和电流硅 Si 0.5V 0.5~0.8V 1μA 以下锗 Ge 0.1V 0.1~0.3V 几十 μA
)( ufi?
开启电压反向饱和电流击穿电压 m V )26( )1e( TS T UIi U u 常温下温度的电压当量从二极管的伏安特性可以反映出：
1,单向导电性
。，则若反向电压；，则若正向电压
ST
ST
Te
IiUu
IiUu U
u
)1e( TS U
u
Ii
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 IS↑,U(BR) ↓
T（ ℃ ） ↑→正向特性左移,反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线三、二极管的等效电路
1,将伏安特性折线化理想二极管近似分析中最常用理想开关导通时 UD＝ 0
截止时 IS＝ 0
导通时 UD＝ Uon
截止时 IS＝ 0
导通时 i与 u成线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！
三、二极管的等效电路
D
T
D
D
d I
U
i
ur?
根据电流方程,Q越高,r
d越小。
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流
2,微变等效电路四、二极管的主要参数
最大整流电流 IF：最大平均值
最大反向工作电压 UR：最大瞬时值
反向电流 IR：即 IS
最高工作频率 fM：因 PN结有电容效应结电容为扩散电容（ Cd）与势垒电容（ Cb）之和。
扩散路程中电荷的积累与释放空间电荷区宽窄的变化有电荷的积累与释放五、稳压二极管
1,伏安特性进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流由一个 PN结组成，反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变，为稳定电压。
2,主要参数稳定电压 UZ、稳定电流 IZ
最大功耗 PZM＝ IZM UZ 动态电阻 rz＝ ΔUZ/ΔIZ
讨论一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？
讨论二
1,V＝ 2V,5V,10V时二极管中的直流电流各为多少？
2,若输入电压的有效值为 5mV，
则上述各种情况下二极管中的交流电流各为多少？
V 较小时应实测伏安特性，用图解法求 ID。
Q
ID
V＝ 5V时，
mA5.21A)
2 0 0
0,75
(
D
D
R
UV
I
V=10V时,mA50A)
200
10(
D R
VI
DQ
T
D
D
d I
U
i
ur?
uD=V-iR
清华大学 华成英
hchya@tsinghua.edu.cn
讨论二
V＝ 2V,ID≈2.6mA
d
i
d
DQ
T
D
D
d r
UI
I
U
i
ur
,
0,5 m AmA)105(10)6.226( dd Ir,
V＝ 5V,ID≈ 21.5mA
4,1 m AmA)21.1 5(21.1)5.21 26( dd Ir,
V＝ 10V,ID≈ 50mA
9,6 m AmA)52.0 5(52.0)5026( dd Ir,
在伏安特性上,Q点越高，二极管的动态电阻越小！
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二、二极管的伏安特性及电流方程二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性材料 开启电压 导通电压 反向饱和电流硅 Si 0.5V 0.5~0.8V 1μA 以下锗 Ge 0.1V 0.1~0.3V 几十 μA
)( ufi?
开启电压反向饱和电流击穿电压 m V )26( )1e( TS T UIi U u 常温下温度的电压当量从二极管的伏安特性可以反映出：
1,单向导电性
。，则若反向电压；，则若正向电压
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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 IS↑,U(BR) ↓
T（ ℃ ） ↑→正向特性左移,反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线三、二极管的等效电路
1,将伏安特性折线化理想二极管近似分析中最常用理想开关导通时 UD＝ 0
截止时 IS＝ 0
导通时 UD＝ Uon
截止时 IS＝ 0
导通时 i与 u成线性关系应根据不同情况选择不同的等效电路！
三、二极管的等效电路
D
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根据电流方程,Q越高,r
d越小。
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流
2,微变等效电路四、二极管的主要参数
最大整流电流 IF：最大平均值
最大反向工作电压 UR：最大瞬时值
反向电流 IR：即 IS
最高工作频率 fM：因 PN结有电容效应结电容为扩散电容（ Cd）与势垒电容（ Cb）之和。
扩散路程中电荷的积累与释放空间电荷区宽窄的变化有电荷的积累与释放五、稳压二极管
1,伏安特性进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流由一个 PN结组成，反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变，为稳定电压。
2,主要参数稳定电压 UZ、稳定电流 IZ
最大功耗 PZM＝ IZM UZ 动态电阻 rz＝ ΔUZ/ΔIZ
讨论一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？
讨论二
1,V＝ 2V,5V,10V时二极管中的直流电流各为多少？
2,若输入电压的有效值为 5mV，
则上述各种情况下二极管中的交流电流各为多少？
V 较小时应实测伏安特性，用图解法求 ID。
Q
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V＝ 5V时，
mA5.21A)
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清华大学 华成英
hchya@tsinghua.edu.cn
讨论二
V＝ 2V,ID≈2.6mA
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V＝ 5V,ID≈ 21.5mA
4,1 m AmA)21.1 5(21.1)5.21 26( dd Ir,
V＝ 10V,ID≈ 50mA
9,6 m AmA)52.0 5(52.0)5026( dd Ir,
在伏安特性上,Q点越高，二极管的动态电阻越小！
